JP7372179B2 - Components of broadband antenna systems in rotorcraft - Google Patents

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Description

[0001] 回転翼航空機、回転翼機、または回転翼式航空機は、ローターブレードが生み出す揚力を用いて空中を飛ぶ機械の一種である。回転翼航空機の例には、ヘリコプター、無人航空機(UAV)、小型UAV(sUAV)、無人航空機システム(UASやsUAS)、ティルトウィング/ティルトローター航空機が含まれるが、これらに限定されるものではない。回転翼航空機は、軍事目的、商用目的、および娯楽目的で用いられる。 [0001] A rotorcraft, rotorcraft, or rotary-wing aircraft is a type of machine that flies through the air using lift generated by rotor blades. Examples of rotorcraft include, but are not limited to, helicopters, unmanned aerial vehicles (UAVs), small UAVs (sUAVs), unmanned aircraft systems (UASs and sUASs), and tilt-wing/tiltrotor aircraft. . Rotorcraft are used for military, commercial, and recreational purposes.

[0002] 回転翼航空機は、1つまたは複数の中心ハブおよびこれらのハブから突き出ている任意の枚数のローターブレード(典型的には2~7枚)を有する。従来型の飛行機の翼と同様に、ブレードの形は、ブレードが中心ハブを中心にして充分に回転するとき揚力を与えるよう設計されている。回転翼航空機は、無線周波数(「RF」)通信を送信および/または受信するためのアンテナシステムを備えることもできる。これらのRF通信は、任意の数の異なる外部標的、エンドポイント、無線ネットワークノード、またはシステムへ送信、またはそれらから受信されうる。一例として、回転航空機のなかには、地上送信機/受信機と、他の航空機(例えば、飛行機、無人航空機(「UAV」)、他の回転翼航空機、発射された兵器、など)と、そして地球の上の軌道にある衛星とも通信できるものがある。 [0002] Rotorcraft have one or more central hubs and any number of rotor blades (typically 2 to 7) projecting from the hubs. Similar to conventional airplane wings, the blade shape is designed to provide lift when the blade rotates fully about a central hub. A rotorcraft may also be equipped with an antenna system for transmitting and/or receiving radio frequency ("RF") communications. These RF communications may be sent to or received from any number of different external targets, endpoints, wireless network nodes, or systems. As an example, some rotary aircraft have ground transmitters/receivers, other aircraft (e.g., airplanes, unmanned aerial vehicles ("UAVs"), other rotorcraft, launched weapons, etc.), and Some can also communicate with satellites in orbit above.

[0003] 近年、RF通信は著しく進歩した。現在はかつてないほど、回転翼航空機は外部の送信機や受信機と、異なるRF通信リンクを確立(多くの場合、しかも同時に)することができる。このような進歩が、パイロット、乗務員、及び乗客、そして回転翼航空機それ自体の安全性を大幅に向上させた。RF通信により提供される利点のおかげで、ますます多くのRFコンポーネント(例えば、RFフロントエンドコンポーネントやRFバックエンドコンポーネント)が回転翼航空機に搭載されつつある。RFコンポーネントの数を増やすことにより、回転翼航空機は、非常に望まれている通信リンクをより多く確立できることになるが、サイズ、重量、および電力の増大という潜在的な犠牲が生じる。 [0003] RF communications have advanced significantly in recent years. Now, more than ever before, rotorcraft can establish different RF communications links (often simultaneously) with external transmitters and receivers. These advances have greatly improved the safety of pilots, aircrews, and passengers, as well as the rotorcraft itself. Because of the benefits provided by RF communications, more and more RF components (eg, RF front-end components and RF back-end components) are being installed on rotorcraft. Increasing the number of RF components allows rotorcraft to establish more highly desired communication links, but at the potential cost of increased size, weight, and power.

[0004] ここで特許請求される主題は、上述したような環境においてのみ、任意の不利益を解消するあるいは動作する実施形態に限定するものではない。この背景技術は、本明細書で述べる実施形態のいくつかが実施されうる技術分野について、一例を説明するために提供されるにすぎない。 [0004] The subject matter claimed herein is not limited to embodiments that overcome any disadvantages or operate only in environments such as those described above. This background is provided merely to illustrate one example of a technical field in which some of the embodiments described herein may be practiced.

[0005] 開示される実施形態は、回転翼航空機による狭帯域および/または広帯域の無線周波数(RF)通信を容易にするためのアンテナシステム、通信システム、及び方法に関する。 [0005] Disclosed embodiments relate to antenna systems, communication systems, and methods for facilitating narrowband and/or wideband radio frequency (RF) communications by rotorcraft.

[0006] いくつかの実施形態において、アンテナシステムは回転翼航空機内に統合または提供されており、回転翼航空機は、少なくとも1つの中心回転ハブと、中心回転ハブに接続された複数のローターブレードとを含む。このアンテナシステムは、RFフロントエンドとRFバックエンドとを含む。RFフロントエンドは、3次元空間内を伝わる電磁波として広帯域RF通信を受信および/または送信するように構成された、複数の異なるRFコンポーネント(例えば、アンテナ、増幅器、ミキサ、チューナ、導波管、ワイヤ等)を含む。RFコンポーネントは、回転翼航空機のローターブレードの少なくとも1枚のうちの部分を形成(例えば、ローターブレードに埋め込まれることにより)する。加えて、これらRFコンポーネントの少なくともいくつかは、種類が異なっている(例えば、アンテナは、増幅器とは異なり、増幅器はミキサとは異なる、等)。したがって、ブレードが複数の異なる種類のRFコンポーネントを含むため、ブレードは向上する。一方、RFバックエンドは別の場所に配置され、中心回転ハブを介してRFフロントエンドへ接続される。 [0006] In some embodiments, an antenna system is integrated or provided within a rotorcraft, the rotorcraft having at least one central rotating hub and a plurality of rotor blades connected to the central rotating hub. including. The antenna system includes an RF front end and an RF back end. An RF front end includes multiple different RF components (e.g., antennas, amplifiers, mixers, tuners, waveguides, wires, etc.). The RF component forms part of at least one of the rotor blades of the rotorcraft (eg, by being embedded in the rotor blade). Additionally, at least some of these RF components are of different types (eg, antennas are different from amplifiers, amplifiers are different from mixers, etc.). Thus, the blade is improved because it includes multiple different types of RF components. The RF back end, on the other hand, is located elsewhere and is connected to the RF front end via a central rotating hub.

[0007] いくつかの実施形態では、回転翼航空機の通信システムが、RFフロントエンドとRFバックエンドとを含む。RFフロントエンドは、複数のアンテナアレイと、複数の増幅器とを含む。各アンテナアレイは、性能を最適化するために、同じ構成か、あるいは多様な構成の複数のアンテナ素子を含む。アンテナ素子と増幅器との第1組は、回転翼航空機の第1ローターブレードの内側部分に埋め込まれる。同様に、アンテナ素子と増幅器との第2組は、第2ローターブレードの内側部分に埋め込まれる。(例えば、ブレード内に埋め込まれるRFコンポーネントもあれば、アンテナ素子のようにブレードの外側部分と共形に埋め込まれるコンポーネントもある)。RFバックエンドは、中心回転ハブを介してRFフロントエンドへ接続される。加えて、RFバックエンドは、デジタル信号からアナログ信号へ、またはその逆への変換を少なくとも行うように構成される。 [0007] In some embodiments, a rotorcraft communication system includes an RF front end and an RF back end. The RF front end includes multiple antenna arrays and multiple amplifiers. Each antenna array includes multiple antenna elements, either of the same configuration or of varying configurations, to optimize performance. A first set of antenna elements and amplifiers is embedded in an inner portion of a first rotor blade of the rotorcraft. Similarly, a second set of antenna elements and amplifiers is embedded in the inner portion of the second rotor blade. (For example, some RF components are embedded within the blade, while other components are embedded conformally to the outer portion of the blade, such as antenna elements). The RF back end is connected to the RF front end via a central rotating hub. Additionally, the RF backend is configured to perform at least a conversion from digital signals to analog signals and vice versa.

[0008] いくつかの実施形態は、複数の異なるRF信号を複数の異なるターゲットエンドポイントへ同時に伝搬するための方法に関する。はじめにRFバックエンドが、回転翼航空機のローターブレードに埋め込まれた全てのまたは異なるアンテナアレイへ、複数の異なる信号を同時に供給する。アンテナアレイは、アンテナアレイから放出したビームを対応する異なるターゲットエンドポイントへ操縦するように構成されている。複数の異なる信号は、RFバックエンドまたはRFフロントエンドで、1つまたは複数の中間周波数(「IF」)から1つまたは複数の無線周波数へ変換される。次に、変換されたRF信号のそれぞれが、それに対応するターゲットエンドポイントへ操縦または指向される。そうすることで、複数の異なるRF信号が複数の異なるエンドポイントへ同時に伝搬される。さらに、これらのRF信号は、はじめに、回転翼航空機のローターブレードから三次元空間へ複数の異なる目標へ向けて伝搬される。これらの動作には、FAAの要求を満たす必要性が考慮されている。 [0008] Some embodiments relate to methods for simultaneously propagating multiple different RF signals to multiple different target endpoints. Initially, an RF backend provides multiple different signals simultaneously to all or different antenna arrays embedded in rotor blades of a rotorcraft. The antenna array is configured to steer beams emitted from the antenna array to corresponding different target endpoints. The plurality of different signals are converted from one or more intermediate frequencies (“IF”) to one or more radio frequencies at an RF back end or an RF front end. Each of the converted RF signals is then steered or directed to its corresponding target endpoint. In doing so, multiple different RF signals are simultaneously propagated to multiple different endpoints. Moreover, these RF signals are initially propagated from the rotor blades of the rotorcraft into three-dimensional space to a plurality of different targets. These operations take into consideration the need to meet FAA requirements.

[0009] この概要は、以下の発明を実施するための形態においてさらに述べる数々の概念を、簡潔に紹介するために提供される。この概要は、特許請求される主題の重要な特徴または必須の特徴を特定するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定する際に補助として用いることを意図したものでもない。 [0009] This Summary is provided to provide a concise introduction to several concepts that are further described in the Detailed Description below. This Summary does not identify key or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used as an aid in determining the scope of the claimed subject matter.

[0010] 追加的な特徴や利点は以下の記載に述べられており、その一部は記載から自明であるか、または、ここに記載された教示を実施することで分かる場合もある。本発明の特徴や利点は、添付の請求項において特に指摘された機器や組み合わせによって、実現され獲得されうる。本発明の特徴は、以下の記載および添付した請求項でより完全に明らかにされるが、以下に述べる発明を実施することで分かる場合もある。 [0010] Additional features and advantages are set forth in the description below, and some may be obvious from the description, or may be learned by practicing the teachings herein. The features and advantages of the invention may be realized and obtained by means of the instruments and combinations particularly pointed out in the appended claims. Features of the invention will be more fully apparent from the following description and appended claims, and may be learned by practicing the invention as described below.

[0011] 上述した利点や特徴及びその他の利点や特徴を獲得する方法を説明するために、添付の図面に示した特定の実施形態を参照し、上記で簡単に述べた主題をより詳細に説明する。これらの図面は典型的な実施形態を示すにすぎず、それゆえ範囲を限定するものではないという理解のもと、添付した図面を用いて実施形態をさらに具体的かつ詳細に説明する。 [0011] In order to explain how the above-mentioned advantages and features and other advantages and features may be obtained, reference will now be made to specific embodiments illustrated in the accompanying drawings, and the subject matter briefly mentioned above will now be explained in more detail. do. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Embodiments will now be described with further particularity and detail using the accompanying drawings, with the understanding that these drawings depict only typical embodiments and are therefore not intended to be limiting in scope.

回転翼航空機が地上の受信機または送信機とRF通信リンクを確立したシナリオ例を示す図である。FIG. 2 illustrates an example scenario in which a rotorcraft establishes an RF communications link with a ground-based receiver or transmitter. 電磁波がどのように電場と磁場の両方を含むかを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing how electromagnetic waves include both electric and magnetic fields. 回転翼航空機が、地上パラボラアンテナ、移動中の部隊、飛行中の飛行機、および宇宙の衛星といった複数の異なる受信機/送信機と、複数の異なるRF通信リンクを確立したシナリオ例を示す図である。FIG. 2 illustrates an example scenario in which a rotary-wing aircraft establishes multiple different RF communication links with multiple different receivers/transmitters, such as a ground dish dish, troops on the move, airplanes in flight, and satellites in space. . 回転翼航空機の飛行を可能にする、中心回転ハブとローターブレードとの組み合わせを示す図である。1 illustrates a central rotating hub and rotor blade combination that enables rotorcraft flight; FIG. 異なる種類のRFコンポーネント(例えば、アンテナ、増幅器、ミキサ、チューニングシステム、ワイヤ、導波管など)が、どのようにローターブレードの一部として含まれうるか、またはローターブレードの内部に埋め込まれうるかを示す図である。Demonstrates how different types of RF components (e.g., antennas, amplifiers, mixers, tuning systems, wires, waveguides, etc.) can be included as part of or embedded within the rotor blades. It is a diagram. ローターブレード例の側面プロファイル図であり、異なる種類のRFコンポーネントがローターブレードにどのように埋め込まれうるかを示す図である。また、RFコンポーネントの少なくともいくつかが、どのようにローターブレードの形と一致するように成形されうるかを示す図である。2 is a side profile view of an example rotor blade illustrating how different types of RF components may be embedded in the rotor blade; FIG. FIG. 3 also illustrates how at least some of the RF components can be shaped to match the shape of the rotor blade. 水平アンテナパターンの非限定例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a non-limiting example of a horizontal antenna pattern. 垂直、すなわち立面の、アンテナパターンの非限定例を示す図である。FIG. 4 illustrates a non-limiting example of a vertical, or elevational, antenna pattern; アンテナシステムのRFフロントエンドおよびRFバックエンドをどのように用いて任意数の広帯域RF通信リンクが確立できるか、の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of how an RF front end and an RF back end of an antenna system can be used to establish any number of wideband RF communication links. アンテナシステムのRFフロントエンドおよびRFバックエンドをどのように用いて任意数の広帯域RF通信リンクが確立できるか、の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of how an RF front end and an RF back end of an antenna system can be used to establish any number of wideband RF communication links. 回転翼航空機の任意のローターブレードに、それが(例えば、ヘリコプターの)テールローターであっても、どのようにRFコンポーネントを埋め込みうるかを示す図である。FIG. 2 illustrates how RF components can be embedded in any rotor blade of a rotorcraft, even the tail rotor (eg of a helicopter). 回転翼航空機がその異なるハブやローターをどのように使って、任意数の異なる外部受信機または送信機と同時広帯域RF通信リンクを確立することができるか、を示す図である。FIG. 2 illustrates how a rotorcraft can use its different hubs and rotors to establish simultaneous broadband RF communication links with any number of different external receivers or transmitters. 複数の異なるRF信号を複数の異なるターゲットエンドポイントへ同時に伝搬するための方法例のフロー図であり、ここで信号は、はじめに回転翼航空機のローターブレードから三次元空間に伝搬される。1 is a flow diagram of an example method for simultaneously propagating multiple different RF signals to multiple different target endpoints, where the signals are initially propagated in three-dimensional space from a rotor blade of a rotorcraft. 複数の異なるRF信号を複数の異なるターゲットエンドポイントへ同時に伝搬するための方法例のフロー図であり、ここで信号は、はじめに回転翼航空機のローターブレードから三次元空間に伝搬される。1 is a flow diagram of an example method for simultaneously propagating multiple different RF signals to multiple different target endpoints, where the signals are initially propagated in three-dimensional space from a rotor blade of a rotorcraft. 開示される動作の任意のものを実行するために使用が可能であり、かつ開示されるアンテナ/通信システムを制御するために使用が可能な、コンピュータシステム例を示す図である。1 illustrates an example computer system that can be used to perform any of the disclosed operations and that can be used to control the disclosed antenna/communications system. FIG.

[0024] 開示される実施形態は、回転翼航空機における狭帯域および/または広帯域の無線周波数(RF)通信を容易にするためのアンテナシステム、通信システム、および方法に関する。開示される実施形態は、DoDやFAAの要件を含む任意の米政府規格、任意の商業使用、および/または他のあらゆる公的使用に従って動作可能である。 [0024] The disclosed embodiments relate to antenna systems, communication systems, and methods for facilitating narrowband and/or wideband radio frequency (RF) communications in rotorcraft. The disclosed embodiments are operable in accordance with any US government standards, including DoD and FAA requirements, any commercial use, and/or any other official use.

[0025] いくつかの実施形態では、アンテナシステムのRFフロントエンドは、回転翼航空機のローターブレードの少なくとも1枚の一部として含まれる。フロントエンドが、異なる種類のRFコンポーネントを含むので、ローターブレードも異なる種類のRFコンポーネントを含む。一方、RFバックエンドは別の場所に配置され、回転翼航空機の中心回転ハブを介してRFフロントエンドへ接続される。 [0025] In some embodiments, the RF front end of the antenna system is included as part of at least one rotor blade of a rotorcraft. Since the front end includes different types of RF components, the rotor blades also include different types of RF components. The RF back end, on the other hand, is located elsewhere and is connected to the RF front end via the central rotating hub of the rotorcraft.

[0026] いくつかの実施形態では、通信システムのRFフロントエンドは、複数のアンテナアレイ(それぞれのアレイが1つまたは複数のアンテナ素子を含む)と複数の増幅器とを含む。アンテナ素子と増幅器との第1組は、回転翼航空機の第1ローターブレードの内側に埋め込まれ、アンテナ素子と増幅器との第2組は、回転翼航空機の第2ローターブレードの内側に埋め込まれる。通信システムのRFバックエンドは、回転翼航空機の中心回転ハブを介してRFフロントエンドへ接続される。このRFバックエンドは、デジタル信号からアナログ信号へ、またはその逆への変換を少なくとも行うよう構成される。 [0026] In some embodiments, an RF front end of a communication system includes multiple antenna arrays (each array including one or more antenna elements) and multiple amplifiers. A first set of antenna elements and amplifiers is embedded inside a first rotor blade of the rotorcraft, and a second set of antenna elements and amplifiers is embedded inside a second rotor blade of the rotorcraft. The RF back end of the communication system is connected to the RF front end via the rotorcraft's central rotating hub. The RF backend is configured to at least convert digital signals to analog signals and vice versa.

[0027] いくつかの実施形態では、複数の異なるRF信号を複数の異なるターゲットエンドポイントへ同時に伝搬するための方法が提供される。その際に、RFバックエンドは、異なるローターブレードに埋め込まれてRFフロントエンドの一部を成す、異なる(または全ての)アンテナアレイに対して複数の異なる信号を同時に供給する。また、これら異なる信号は、RFバックエンドまたはRFフロントエンドで、中間周波数から無線周波数へ変換される。次に、異なるアンテナアレイのそれぞれ(または全て)が、その対応する変換されたRF信号を、対応するターゲットエンドポイントへ指向し、それにより複数の異なるRF信号が複数の異なるターゲットエンドポイントへ同時に伝搬することになる。 [0027] In some embodiments, a method is provided for simultaneously propagating multiple different RF signals to multiple different target endpoints. In doing so, the RF backend simultaneously provides multiple different signals to different (or all) antenna arrays embedded in different rotor blades and forming part of the RF front end. These different signals are also converted from intermediate frequency to radio frequency at the RF backend or RF frontend. Each (or all) of the different antenna arrays then directs its corresponding converted RF signal to a corresponding target endpoint, such that multiple different RF signals propagate to multiple different target endpoints simultaneously. I will do it.

技術的効果
[0028] 航空機やRFシステムの設計者が直面している問題の1つは、航空機の不動産(すなわち、アンテナ開口のための適切な表面積および局所的干渉を低減または除去する適正な開口の分離)が限定されていることである。実際のところ、いまや回転翼航空機にはさまざまな種類のハードウェア(RF通信システムを含む)が詰め込まれているため、追加のハードウェアのための場所は尽きつつある。こういった不足にもかかわらず、そして面積やハードウェアのための場所に限りがあることに相反し、可能な限り多くのRF通信リンクを提供することの重要性が増している。したがって、より多くのRF通信リンクを回転翼航空機に提供するという高まり続ける要求を支援するために、RF通信システムの設計方法を改善する必要が大いにある。
technical effect
[0028] One of the issues facing aircraft and RF system designers is aircraft real estate (i.e., adequate surface area for the antenna aperture and proper aperture separation to reduce or eliminate local interference). is limited. In fact, rotorcraft are now packed with so many different types of hardware (including RF communication systems) that space for additional hardware is running out. Despite these shortfalls, and despite limited space for area and hardware, it has become increasingly important to provide as many RF communication links as possible. Therefore, there is a great need to improve the way RF communication systems are designed to support the ever-increasing demand for providing more RF communication links to rotorcraft.

[0029] 設計者が直面しているまた別の問題は、回転翼航空機でRF通信が行われる場合に生じるRF通信の遮断を、どのようにして除去または低減するかである。具体的には、回転翼航空機の従来のRFシステムは、ローターブレードが頭上で回転している結果として生じる主要な信号干渉や、航空機胴体の他の部分からの干渉に対峙してきた。これらの干渉に(例えば、ブレードがRFアンテナの直上にないときにRF信号をパルス送信/バーストすることにより)対処するために、いくつかの技術が開発されたが、こういった技術では処理の増加や次善の結果が生じてしまう(例えば、信号をバーストすることにより、データの抜けや効率のさらなる低下が起こりうる)。したがって、特に回転翼航空機においては、どのようにRF通信を送信および受信するかを改善する必要も大いにある。 [0029] Yet another problem facing designers is how to eliminate or reduce RF communication interruptions that occur when RF communications occur in rotorcraft. Specifically, conventional RF systems in rotorcraft have faced major signal interference as a result of rotor blades spinning overhead, as well as interference from other parts of the aircraft fuselage. Several techniques have been developed to address these interferences (e.g. by pulsing/bursting RF signals when the blade is not directly above the RF antenna), but these techniques This may result in increased or suboptimal results (e.g., bursting the signal may result in data loss or further loss of efficiency). Therefore, there is also a great need to improve how RF communications are transmitted and received, especially in rotorcraft.

[0030] 開示される実施形態の使用により、これらの問題の解決策が提供できる。例えば、異なる種類のRFコンポーネントを回転翼航空機のローターブレードに埋め込むことにより、いままで請求も開拓もされなかった不動産を、開示される実施形態では利用する。これにより、大幅な改善が提供される。そうすることで、開示される実施形態は、航空機が確立しうるRF通信リンクの数を大幅に増加できる。 [0030] Use of the disclosed embodiments can provide solutions to these problems. For example, by embedding different types of RF components into rotor blades of rotorcraft, the disclosed embodiments take advantage of hitherto unclaimed and unexploited real estate. This provides a significant improvement. In doing so, the disclosed embodiments can significantly increase the number of RF communication links that an aircraft can establish.

[0031] 前述したように、回転翼航空機における不動産の量はかなり限られている。しかも、通信リンク数を増加させることが非常に望まれている。不動産が制限されていることを受けて、開示される実施形態は、利用可能な不動産すなわち航空機のローターブレードを活用する。今までローターブレードは広帯域RF通信に関しては未開拓の資源であったが、開示される実施形態では、ユニークかつ非常に有利な方法でローターブレードを利用することにより、切望されている技術的改良を提供する。 [0031] As previously mentioned, the amount of real estate in rotorcraft is quite limited. Furthermore, it is highly desirable to increase the number of communication links. Given that real estate is limited, the disclosed embodiments take advantage of the available real estate, namely the aircraft's rotor blades. Until now, rotor blades have been an untapped resource for broadband RF communications, but disclosed embodiments provide much-needed technological improvements by utilizing rotor blades in a unique and highly advantageous manner. provide.

[0032] RFコンポーネントを、胴体の上空(例えば、ローターブレードの中)に配置することで、開示される実施形態は、今まで上方向へのRF通信を妨げていた頭上の干渉を大幅に(または完全に)排除する。これに関連して、頭上のRF通信が改善されうる。さらに、開示される実施形態は、伝送を周期的ではなく継続的に行うことができる。 [0032] By placing RF components high above the fuselage (e.g., within the rotor blades), the disclosed embodiments significantly eliminate overhead interference that previously impeded upward RF communications ( or completely eliminate). In this regard, overhead RF communications may be improved. Additionally, the disclosed embodiments may allow transmission to occur continuously rather than periodically.

[0033] 開示される実施形態は、回転翼航空機の重量増加を実質的に正味ゼロにすると同時に、RFコンポーネント数(したがってリンク数も)を大幅に増加することでも、技術を改良する。つまり、開示される技術に従ってローターブレードを製造すること(例えば、RFコンポーネントをローターブレードの内部へ埋め込むこと)により、本実施形態は、航空機のRFコンポーネント数を大幅に増加しつつ、重量増加を実質的にゼロにする。言い換えれば、新たなRFコンポーネントによって追加された重量は、ローターブレードから材料を(例えば、RFコンポーネントのための場所を作るために)除去することで軽減される。よって、開示される実施形態は、1つのプラットフォームからの追加リンク数を増大させることにより、回転翼航空機のアンテナシステムに対して重要かつ大幅な改善を提供するものである。 [0033] The disclosed embodiments also improve upon the technology by significantly increasing the number of RF components (and therefore also the number of links) while providing virtually zero net weight increase for rotorcraft. That is, by manufacturing rotor blades in accordance with the disclosed techniques (e.g., embedding RF components within the rotor blades), the present embodiments significantly increase the number of RF components in an aircraft while substantially reducing the weight increase. set to zero. In other words, the weight added by the new RF component is reduced by removing material from the rotor blade (eg, to make room for the RF component). Thus, the disclosed embodiments provide an important and significant improvement to rotorcraft antenna systems by increasing the number of additional links from one platform.

RF通信リンク
[0034] ここで図1を見ると、これは環境例100を示す図であり、回転翼航空機105と地上送信機/受信機110とが、互いにRF通信リンク115を確立している。このRF通信リンク115によって、回転翼航空機105と地上送信機/受信機110とは、情報(例えば、データパケット120A、データパケット120B、及びデータパケット120C)を互いにやりとりして交換(例えば、送信および受信)できる。
RF communication link
[0034] Turning now to FIG. 1, this is a diagram illustrating an example environment 100 in which a rotorcraft 105 and a ground transmitter/receiver 110 have established an RF communications link 115 with each other. The RF communications link 115 allows the rotorcraft 105 and the ground transmitter/receiver 110 to communicate and exchange information (e.g., transmit and reception) possible.

[0035] 開示される実施形態によれば、回転翼航空機105は任意の種類のデータパケットを送信および受信できる。例えば、いくつかの状況では、データパケット120A~Cは、低い帯域の音声データ、高い帯域のビデオデータ、その他あらゆる種類の広帯域データすなわち信号を含む。したがって、回転翼航空機105は、任意の種類の広帯域RF通信を送信および/または受信できる。 [0035] According to the disclosed embodiments, rotorcraft 105 can transmit and receive data packets of any type. For example, in some situations, data packets 120A-C include low band audio data, high band video data, or any other type of wideband data or signal. Accordingly, rotorcraft 105 is capable of transmitting and/or receiving any type of broadband RF communications.

[0036] RF通信リンク115を確立するために、回転翼航空機105は、地上送信機/受信機110へ電磁波を送信または電磁波を受信する。図2は、電磁波の例200を示す図であり、狭帯域信号および広帯域信号の両方を表している。電磁波200は、電場205と磁場210とを含む。電磁波200はアンテナによって放たれてもよいし、そのアンテナによって傍受、厳密には受信、されてもよい。 [0036] To establish the RF communications link 115, the rotorcraft 105 transmits or receives electromagnetic waves to a ground transmitter/receiver 110. FIG. 2 is a diagram illustrating an example electromagnetic wave 200, representing both narrowband and wideband signals. Electromagnetic wave 200 includes an electric field 205 and a magnetic field 210. The electromagnetic waves 200 may be emitted by an antenna, or may be intercepted, or more precisely received, by the antenna.

[0037] 図3は、別の環境例300を示す図であり、図1の環境100と幾分似ている。しかし環境300では、図1の回転翼航空機105を表す回転翼航空機305が、そのRFコンポーネント(例えば、アンテナ、増幅器、ミキサ、チューニング機構、導波管、ワイヤ等)を使用して、複数の異なる外部エンティティと複数のRF通信リンクを同時に確立している。 [0037] FIG. 3 is a diagram illustrating another example environment 300, which is somewhat similar to environment 100 of FIG. However, in environment 300, a rotorcraft 305 representing rotorcraft 105 of FIG. 1 uses its RF components (e.g., antennas, amplifiers, mixers, tuning mechanisms, waveguides, wires, etc.) Establishing multiple RF communication links with external entities simultaneously.

[0038] 図示するように、回転翼航空機305は現在、RF通信リンク315を介して軌道衛星310と通信中である。回転翼航空機305は、RF通信リンク325を介して航空機320とも現在通信中である。最後に、回転翼航空機305は、RF通信リンク335を介して地上パラボラアンテナ330とも現在通信中であり、RF通信リンク345を介して(停止または移動中の)地上部隊340とも通信中である。地上部隊340は、移動または静止している部隊および/または乗物を含むよう広く解釈すべきである。回転翼航空機305は任意数のRF通信リンクを確立することができ、そのリンク数は、利用可能なRFコンポーネント数に基づいて制限されるだけである。 [0038] As shown, rotorcraft 305 is currently in communication with orbiting satellite 310 via RF communications link 315. Rotorcraft 305 is also currently in communication with aircraft 320 via RF communications link 325 . Finally, rotorcraft 305 is also currently in communication with ground parabolic antenna 330 via RF communication link 335 and with ground forces 340 (stationary or moving) via RF communication link 345. Ground forces 340 should be broadly construed to include moving or stationary troops and/or vehicles. Rotorcraft 305 can establish any number of RF communication links, only limited based on the number of available RF components.

回転翼航空機
[0039] 図4は、図3の回転翼航空機305を表した回転翼航空機400を示す図である。ここでは、回転翼航空機400の中心回転ハブ410と、ローターブレード415および420の拡大図405を示す。ローターブレード415および420はそれぞれ中心回転ハブ410に接続されており、中心回転ハブ410は駆動軸(図示せず)に取り付けられている。駆動軸は、トランスミッション(図示せず)に取り付けられており、トランスミッションは回転翼航空機のエンジンに取り付けられている。ローターブレード415および420の2枚しか図示されていないが、回転翼航空機400は任意数のローターブレードを含んでよく、通常は2から7枚の間である。
rotorcraft
[0039] FIG. 4 is a diagram illustrating a rotorcraft 400 representing rotorcraft 305 of FIG. Here, an enlarged view 405 of the central rotating hub 410 and rotor blades 415 and 420 of the rotorcraft 400 is shown. Rotor blades 415 and 420 are each connected to a central rotating hub 410 that is attached to a drive shaft (not shown). The drive shaft is attached to a transmission (not shown), which is attached to the rotorcraft engine. Although only two rotor blades 415 and 420 are shown, rotorcraft 400 may include any number of rotor blades, typically between two and seven.

[0040] 矢印425で示されるように、ローターブレード415および420は中心回転ハブ410の周りを回転/スピンする。回転速度は任意の速度にできるが、およそ200Hzが典型的な速度である。矢印430Aおよび430Bは、中心回転ハブ410がブレード415および420の傾斜角をどのように調節できるかを示している。すなわち、回転翼航空機400の飛行制御は、ローターブレード415および420を前後に傾斜させることに基づいている。 [0040] As shown by arrow 425, rotor blades 415 and 420 rotate/spin about central rotating hub 410. The rotation speed can be any speed, but approximately 200 Hz is a typical speed. Arrows 430A and 430B show how central rotating hub 410 can adjust the angle of inclination of blades 415 and 420. That is, flight control of rotorcraft 400 is based on tilting rotor blades 415 and 420 back and forth.

[0041] 回転翼航空機400は、ヘリコプターの形をとっているが、開示される実施形態は、いかなる回転翼航空機(例えば、ドローン、ティルトウィング、等)で実施してもよい。ヘリコプターの多くは、胴体、テールブーム、メインローター、およびテールローターを有する。テールローターは、メインローターの回転から生じる回転トルクを相殺するために備えられている。上記で概説したように、ヘリコプターの胴体とテールブームは、多くの場合はローターブレードの影の下に位置している。 [0041] Although rotorcraft 400 is in the form of a helicopter, the disclosed embodiments may be implemented in any rotorcraft (eg, drone, tilt-wing, etc.). Most helicopters have a fuselage, a tail boom, a main rotor, and a tail rotor. A tail rotor is provided to offset rotational torque resulting from rotation of the main rotor. As outlined above, a helicopter's fuselage and tail boom are often located under the shadow of the rotor blades.

[0042] 従来のヘリコプターでは、アンテナシステムが胴体またはテールブームの上や下に配置されることが多く、アンテナシステムはRFフロントエンドおよびRFバックエンドの両方を含んでいる。ブレードの数やサイズにもよるが、所与の点で、頭上で回転するブレードがこれらのアンテナシステムを遮断あるいは別の方法で妨げることになる。つまり、このような構成は、ローターブレードがアンテナの上を通過するたびにRFリンクの中断を引き起こすことが多い。したがって、従来のヘリコプターアンテナシステムは、ローターブレードの影を通してRF信号を送らなければならず、それによって上述した問題が生じる場合が多かった。 [0042] In conventional helicopters, the antenna system is often located above or below the fuselage or tail boom, and the antenna system includes both an RF front end and an RF back end. Depending on the number and size of the blades, at a given point the blades spinning overhead will block or otherwise impede these antenna systems. That is, such configurations often cause RF link interruptions each time a rotor blade passes over the antenna. Therefore, conventional helicopter antenna systems must send RF signals through the shadow of the rotor blades, which often results in the problems described above.

埋め込まれるRFコンポーネント
[0043] 従来技術の問題のいくつかを解決するために、開示される実施形態では、アンテナシステムの少なくともいくつかを、ローターブレード自体に配置する。そうすることで、ローターブレードの影を補償する問題は、(上方向のRF通信に関しては)完全に除去できる。さらに、今まで未開拓だった不動産を使うことになるので、不動産が限られているという問題も軽減される。
Embedded RF components
[0043] To solve some of the problems of the prior art, disclosed embodiments place at least some of the antenna systems on the rotor blade itself. In doing so, the problem of compensating for rotor blade shadows can be completely eliminated (for upward RF communications). Furthermore, since it involves the use of previously untapped real estate, the problem of limited real estate is alleviated.

[0044] したがって、図5はローターブレード例500を示しており、これは図4のローターブレード415および420を表している。図によっては1枚のローターブレードしか示していないが、開示される原理は1枚、数枚、あるいは全てのローターブレードに当てはまる。 [0044] Accordingly, FIG. 5 depicts an example rotor blade 500, which is representative of rotor blades 415 and 420 of FIG. Although only one rotor blade is shown in some figures, the principles disclosed apply to one, several, or all rotor blades.

[0045] 開示される実施形態によれば、ローターブレード500はここでアンテナシステムの一部として使用されており、このアンテナシステムが回転翼航空機の広帯域無線周波数(RF)通信を容易にする。ここでアンテナシステムは、RFコンポーネント510、RFコンポーネント515、RFコンポーネント520、およびRFコンポーネント525など、任意数のRFコンポーネントを含むRFフロントエンド505を備えている。符号のついたRFコンポーネントは4個のみであり、図5に示されているRFコンポーネントは18個しかないが、任意数のRFコンポーネントをRFフロントエンド505の一部として含むことが可能であり、ただし、ローターブレード500のサイズすなわち寸法および利用可能なローターブレードの数だけには制限がある。さらに、図面に示したRFコンポーネントは必ずしも正確な縮尺ではない。コンポーネントは、図示されたものよりも大きくても小さくてもよく、違う相対寸法および/または違う形状であってもよく、配置を変更してもよい。 [0045] According to the disclosed embodiments, rotor blade 500 is used herein as part of an antenna system that facilitates broadband radio frequency (RF) communications in a rotorcraft. Here, the antenna system includes an RF front end 505 that includes any number of RF components, such as RF component 510, RF component 515, RF component 520, and RF component 525. Although there are only four RF components labeled and only 18 RF components shown in FIG. 5, any number of RF components can be included as part of the RF front end 505; However, there are limitations only on the size or dimensions of rotor blade 500 and the number of rotor blades available. Additionally, the RF components shown in the drawings are not necessarily to scale. The components may be larger or smaller than shown, have different relative dimensions and/or shapes, and may have different arrangements.

[0046] これらのRFコンポーネント(例えば、RFコンポーネント510、515、520、および525)は、任意数の広帯域RF通信を三次元空間への電磁波として送信および/または受信するよう構成される(例えば、図2の広帯域電磁波200)。RFコンポーネントの例には、アンテナアレイ(例えば、各アレイは1つまたは複数のアンテナ素子を含む)、RF増幅器、ミキサ、導波管、ワイヤ、および周波数チューニング機構も含まれるが、これらに限定するものではない。図5に示すように、RFコンポーネントは、実際にローターブレード500の一部を形成している。つまり、RFコンポーネントは、外部環境に露出しないようにローターブレード500の内側部分に実際に埋め込まれている。ローターブレード500の内部にどのように埋め込まれているかを象徴的に表現するために、RFコンポーネントは点線で示している。ローターブレード500の内部にRFコンポーネントを埋め込む方法についての技術例は後述する。いくつかの実施形態では、少なくともいくつかのRFコンポーネント(例えば、アンテナ素子)はローターブレード500の外側部分と共形に(すなわち同一平面に)配置される。より正確に述べると、RFコンポーネントの一部分はローターブレード500の内部に埋め込まれ、その一方でまた別の部分はローターブレード500の外面形状と同一面内に配置される。一例として、アンテナ素子(例えば、レードーム)について考察する。信号を放つには、アンテナ素子の伝搬経路には障害がないとよい。したがって、アンテナ素子の信号を放つ部分を、ローターブレード500の外面形状と水平すなわち同一平面に配置してもよい。このようにすれば、ローターブレード500が信号の邪魔をしなくなる。このアンテナ素子の残りの部分(もしあれば)は、ローターブレード500に埋め込まれてもよい。したがって、ローターブレード500の中に全体が埋め込まれるRFコンポーネントもあれば、一方で、部分的に埋め込まれるだけでローターブレード500の外面形状と共形に成形された部分もあるRFコンポーネントがあってもよい。このような場合、共形に成形された部分の上にRF透過塗料または材料(例えば、ある種の低損失被膜)を配置して、外部環境からその部分を保護するようにしてもよい。 [0046] These RF components (e.g., RF components 510, 515, 520, and 525) are configured to transmit and/or receive any number of broadband RF communications as electromagnetic waves into three-dimensional space (e.g., broadband electromagnetic waves 200) in FIG. Examples of RF components also include, but are not limited to, antenna arrays (e.g., each array includes one or more antenna elements), RF amplifiers, mixers, waveguides, wires, and frequency tuning mechanisms. It's not a thing. As shown in FIG. 5, the RF component actually forms part of a rotor blade 500. That is, the RF components are actually embedded in the inner portion of rotor blade 500 so that they are not exposed to the external environment. The RF components are shown as dotted lines to symbolically represent how they are embedded within the rotor blade 500. A technical example of how to embed an RF component inside rotor blade 500 will be described later. In some embodiments, at least some RF components (eg, antenna elements) are disposed conformally (ie, coplanar) with an outer portion of rotor blade 500. More precisely, a portion of the RF component is embedded within the rotor blade 500, while another portion is located in the same plane as the outer shape of the rotor blade 500. As an example, consider an antenna element (eg, a radome). In order to emit a signal, the propagation path of the antenna element should be free of obstacles. Therefore, the signal emitting portion of the antenna element may be arranged horizontally, that is, on the same plane as the outer surface shape of rotor blade 500. In this way, the rotor blade 500 will not interfere with the signal. The remainder of this antenna element (if any) may be embedded in rotor blade 500. Therefore, some RF components may be fully embedded within the rotor blade 500, while other RF components may only be partially embedded, with portions molded to conform to the external shape of the rotor blade 500. good. In such cases, an RF transparent paint or material (eg, some type of low-loss coating) may be placed over the conformally shaped part to protect it from the external environment.

[0047] ローターブレード500内部の少なくともいくつかのRFコンポーネントは、種類が異なっている。例えば、RFコンポーネント510はアンテナアレイであり、RFコンポーネント515はRF増幅器であり、RFコンポーネント520はミキサであり、RFコンポーネント525は周波数チューニング機構であってもよい。さらに、またあるいは、RFコンポーネント510、515、520、および525が一体化したアンテナRFフロントエンドであってもよい。アンテナ素子はサイズ、間隔、またはテーパリングがさまざまであってよい。その他のRFコンポーネントは、追加のアンテナアレイ、増幅器、ミキサ、チューニング機構、および/または、異なるRFコンポーネントを接続するワイヤまたは導波管であり得る。これに関連して、ローターブレード500は、それ自体の内部領域に完全に埋め込まれている膨大な供給/制御ネットワークを有している。アンテナアレイの利点のひとつは、アレイの一部がなんらかの理由で故障しても、アレイは動作して信号を放つまたは受けることができる点である。したがって、本実施形態ではアンテナアレイを有益に用いるものである。 [0047] At least some of the RF components within rotor blade 500 are of different types. For example, RF component 510 may be an antenna array, RF component 515 may be an RF amplifier, RF component 520 may be a mixer, and RF component 525 may be a frequency tuning mechanism. Additionally or alternatively, RF components 510, 515, 520, and 525 may be an integrated antenna RF front end. The antenna elements may vary in size, spacing, or taper. Other RF components may be additional antenna arrays, amplifiers, mixers, tuning mechanisms, and/or wires or waveguides connecting different RF components. In this regard, the rotor blade 500 has a vast supply/control network completely embedded within its own internal region. One advantage of antenna arrays is that even if a portion of the array fails for any reason, the array remains operational and can emit or receive signals. Therefore, this embodiment makes advantageous use of an antenna array.

[0048] アンテナシステムは、図4の中心回転ハブ410を表している中心回転ハブ535を介してRFフロントエンド505に接続される、RFバックエンド530も含む。ミキサがRFフロントエンド505の一部として含まれる場合は、RFバックエンド530は、アナログ中間周波数(「IF」)信号をコンピュータシステムで利用できるデジタル信号へ変換(その逆も同様)するために備えられている。RFミキサがRFバックエンド530の一部として含まれる場合は、RFバックエンド530はRF信号をIF信号に変換してから、コンピュータシステムによる信号処理のために、アナログ信号であるIF信号をデジタル信号へ変換(その逆も同様)する。したがって、RFバックエンド530は、デジタルおよびアナログ信号を生成または処理するために、任意の数のデジタル/アナログ変換器(「DAC」)、アナログ/デジタル変換器(「ADC」)、チューニング機構、ミキサ、増幅器、およびコンピュータシステムを含むことができる。 [0048] The antenna system also includes an RF back end 530, which is connected to the RF front end 505 via a central rotating hub 535, which is representative of central rotating hub 410 in FIG. If a mixer is included as part of the RF front end 505, the RF back end 530 provides for converting analog intermediate frequency (“IF”) signals into digital signals that can be used by the computer system, and vice versa. It is being If the RF mixer is included as part of the RF back end 530, the RF back end 530 converts the RF signal to an IF signal and then converts the analog IF signal into a digital signal for signal processing by a computer system. (and vice versa). Accordingly, RF backend 530 may include any number of digital-to-analog converters ("DACs"), analog-to-digital converters ("ADCs"), tuning mechanisms, mixers, etc. to generate or process digital and analog signals. , an amplifier, and a computer system.

[0049] 開示される実施形態では、中心回転ハブ535を介してRFフロントエンド505をRFバックエンド530へ通信可能に結合している。つまり物理的な配線(および/またはスリップリング構成)が、RFバックエンド530から中心回転ハブ535の内輪へ延びている。中心回転ハブ535は、ローターブレード(例えば、ローターブレード500)へ接続される外輪も含み、外輪はブレードのRFコンポーネントと通信可能に結合されている。内輪と外輪とを互いに接続させるために中心回転ハブ535内にはブラシが備えられている。その結果、RFバックエンド530は、途切れることなくRFフロントエンド505に結合されている。 [0049] The disclosed embodiment communicatively couples the RF front end 505 to the RF back end 530 via a central rotation hub 535. That is, physical wiring (and/or slip ring configuration) extends from the RF backend 530 to the inner ring of the central rotating hub 535. Central rotating hub 535 also includes an outer ring connected to a rotor blade (eg, rotor blade 500), where the outer ring is communicatively coupled to an RF component of the blade. A brush is provided within the central rotating hub 535 to connect the inner and outer rings to each other. As a result, RF back end 530 is seamlessly coupled to RF front end 505.

[0050] 図6は、図5のローターブレード500を表わしているローターブレード例600の、側面プロファイル図である。ローターブレード500の構造と同じように、RFフロントエンド605がローターブレード600の内部に埋め込まれている。さらに、ローターブレード600は任意数のRFコンポーネントを含むことができ、RFコンポーネント610、615、620、625、630、635、640、645、650、655A、655B、660、665、および670等を含み得るがこれらに限定するものではない。ここでもまた、異なる種類のRFコンポーネントがローターブレード600の内側部分に埋め込まれている。RFコンポーネントは必ずしも正確な縮尺ではない。また、いくつかの実施形態では、RFコンポーネントをブレードの表面に配置してから、ブレードを共形にコーティングしてRFコンポーネントを封入することにより、ブレード600にRFコンポーネントを埋め込んでもよい。異なる種類には、(1)1つまたは複数のアンテナアレイ(例えば、各アレイは、電磁信号を伝搬するよう構成された1つまたは複数の対応するアンテナ素子を含む)、(2)受けた信号を増幅するよう構成された1つまたは複数のRF増幅器、(3)RF信号を中間周波数(IF)信号へ変換し、IF信号をRF信号へ変換するよう構成された1つまたは複数のミキサ、(4)1つまたは複数の導波管、(5)1つまたは複数のワイヤ、または(6)1つまたは複数のチューナが含まれるが、これらに限定するものではない。 [0050] FIG. 6 is a side profile view of an example rotor blade 600 that is representative of rotor blade 500 of FIG. Similar to the structure of rotor blade 500, an RF front end 605 is embedded within rotor blade 600. Additionally, rotor blade 600 can include any number of RF components, including RF components 610, 615, 620, 625, 630, 635, 640, 645, 650, 655A, 655B, 660, 665, and 670, etc. However, it is not limited to these. Again, different types of RF components are embedded in the inner portion of rotor blade 600. RF components are not necessarily to scale. Additionally, in some embodiments, the blade 600 may be embedded with an RF component by placing the RF component on the surface of the blade and then conformally coating the blade to encapsulate the RF component. The different types include: (1) one or more antenna arrays (e.g., each array includes one or more corresponding antenna elements configured to propagate electromagnetic signals); (2) received signals; (3) one or more mixers configured to convert the RF signal to an intermediate frequency (IF) signal and convert the IF signal to an RF signal; (4) one or more waveguides, (5) one or more wires, or (6) one or more tuners.

[0051] ローターブレード600が、1種類のアンテナアレイのみを含む実施形態もあれば、複数の異なる種類のアンテナアレイを含む実施形態もある。アレイの種類の例には、テーパヴィヴァルディアンテナアレイ(tapered Vivaldi antenna arrays)、フラクタルアンテナ、スタガードパッチアンテナアレイ(staggered patch antenna arrays)、または直線円偏波(CP)アンテナアレイ(linear circular polarization (CP) antenna arrays)が含まれるが、これらに限定するものではない。簡単に説明すると、ヴィヴァルディアンテナアレイは、同一平面上にある広帯域素子を含むテーパスロットアンテナの一種である。スタガードパッチアンテナアレイは、比較的平らな表面に取り付けることができる薄型アンテナの一種である。直線円偏波アンテナアレイは、特定の面で水平か垂直に振動しながら三次元空間を伝わる直線偏波信号を生成する。 [0051] In some embodiments, rotor blade 600 includes only one type of antenna array, and in other embodiments, rotor blade 600 includes multiple different types of antenna arrays. Examples of array types include tapered Vivaldi antenna arrays, fractal antennas, staggered patch antenna arrays, or linear circular polarization (CP) antenna arrays. antenna arrays). Briefly, a Vivaldi antenna array is a type of tapered slot antenna that includes coplanar broadband elements. A staggered patch antenna array is a type of low-profile antenna that can be mounted on a relatively flat surface. A linearly circularly polarized antenna array generates a linearly polarized signal that travels through three-dimensional space while vibrating horizontally or vertically in a specific plane.

[0052] いくつかの実施形態では、ローターブレード600の内部に複数のRFコンポーネントが積み重ねられていてもよい。例えば、RFコンポーネント655AはRFコンポーネント655Bの上に重ねられた状態で示されている。いくつかの実施形態では、RFコンポーネントは、ローターブレード600の全体の形状と一致するよう成形されてもよい。例えば、RFコンポーネント625は、ローターブレード600の湾曲に概ね沿うように屈曲するものとして示されている。 [0052] In some embodiments, multiple RF components may be stacked inside rotor blade 600. For example, RF component 655A is shown superimposed on RF component 655B. In some embodiments, the RF component may be shaped to match the overall shape of rotor blade 600. For example, RF component 625 is shown flexing to generally follow the curvature of rotor blade 600.

[0053] 図6は、第1組のRFコンポーネント(例えば、RFコンポーネント610、615、620、625、および630)が、ブレード600の上面(すなわち、背面)の近く/近傍に物理的に配置されることも示している。第2組のRFコンポーネント(例えば、RFコンポーネント635、640、645、650、655B、660、665、および670)は、ブレード600の下面(すなわち、腹面)の近く/近傍に物理的に配置され、腹面は背面の反対面である。RFコンポーネント610および615は、ローターブレード600の外側部分と同一面に(すなわち、共形に)特異的に配置される。ここで、RF透過被膜をRFコンポーネント610および615の上に配置して保護膜の働きをさせてもよい。いくつかの実施形態では、RFコンポーネント610および615はアンテナ素子であり、ローターブレード600の外面形状と一致するように位置させることで、ローターブレード600からの干渉なしに信号を放てるようにしている。いくつかの実施形態では、後で詳述するように、第1組のRFコンポーネントは、第2組のRFコンポーネントと同時に、かつ第2組のRFコンポーネントから独立して、制御される。一例を挙げれば、第1組のRFコンポーネントが、回転翼航空機に対して上方向に第1電磁波を送る一方で、それと同時に第2組のRFコンポーネントが、回転翼航空機に対して下方向に第2電磁波を送ることが可能である。図6から分かるように、アンテナシステムのフロントエンド605は、信号の送信および受信に使用される任意の種類の能動回路および/または受動回路やその他のハードウェアを含み得る。いくつかの実施形態では、ローターブレード600に埋め込まれるRFコンポーネントをハチの巣状に位置させて、振動やその他の外乱からRFコンポーネントを保護するようにしてもよい。衝撃を吸収するためにローターブレード600内に衝撃吸収ゲルを含ませてもよく、ここで衝撃吸収ゲルは少なくとも部分的にRFコンポーネントをくるむ状態にする。 [0053] FIG. 6 shows that the first set of RF components (e.g., RF components 610, 615, 620, 625, and 630) are physically located near/near the top surface (i.e., the back surface) of the blade 600. It also shows that A second set of RF components (e.g., RF components 635, 640, 645, 650, 655B, 660, 665, and 670) are physically located near/near the lower surface (i.e., ventral surface) of the blade 600; The ventral surface is the opposite surface from the dorsal surface. RF components 610 and 615 are specifically positioned flush (ie, conformally) with the outer portion of rotor blade 600. Here, an RF transparent coating may be placed over the RF components 610 and 615 to act as a protective membrane. In some embodiments, RF components 610 and 615 are antenna elements positioned to match the external shape of rotor blade 600 so that they can emit signals without interference from rotor blade 600. . In some embodiments, the first set of RF components is controlled simultaneously with and independently of the second set of RF components, as described in more detail below. In one example, a first set of RF components transmits a first electromagnetic wave in an upward direction toward the rotorcraft, while a second set of RF components simultaneously transmits a first electromagnetic wave in a downward direction toward the rotorcraft. It is possible to send 2 electromagnetic waves. As can be seen in FIG. 6, the front end 605 of the antenna system may include any type of active and/or passive circuitry and other hardware used to transmit and receive signals. In some embodiments, the RF components embedded in the rotor blades 600 may be honeycombed to protect the RF components from vibrations and other disturbances. A shock absorbing gel may be included within rotor blade 600 to absorb shock, where the shock absorbing gel at least partially envelops the RF component.

[0054] RFコンポーネントをローターブレードに埋め込むことにより、1つのプラットフォームから追加のRFリンクを形成できる。しかも、RFコンポーネントをローターブレード600の内部に埋め込むことにより、RFコンポーネントがローターブレード600の空気力学的性能を妨げることがなくなる。 [0054] Additional RF links can be created from one platform by embedding RF components into the rotor blades. Furthermore, by embedding the RF components within the rotor blade 600, the RF components do not interfere with the aerodynamic performance of the rotor blade 600.

[0055] RFコンポーネントをローターブレード600の内部に埋め込む技術をここで開示する。まず、現今では、ローターブレード(例えば、ローターブレード600)は、複合材料でできているのが通常である。材料例としては、アルミニウム、炭素繊維、ケブラー、ガラス繊維、または他の任意の種類の複合材料が含まれるが、これに限定するものではない。また、ローターブレードは中心核を含む。従来のブレードは、この中心核から、ブレードが完全に形成されるまで何層も重ねて徐々に作り上げられる。 [0055] Techniques for embedding RF components within rotor blades 600 are disclosed herein. First, rotor blades (eg, rotor blade 600) are now typically made of composite materials. Examples of materials include, but are not limited to, aluminum, carbon fiber, Kevlar, fiberglass, or any other type of composite material. The rotor blade also includes a central core. From this central core, a conventional blade is gradually built up in layers until the blade is fully formed.

[0056] 開示される技術によれば、この核に新たな層が追加されるときに、新たな層は、コンパートメント、チャンバー、空間、凹み領域、または、その他の形状であって、その形状の場所に配置するよう選択された特定のRFコンポーネントと一致する形状、厳密に言うと、収容するだろう形状を作りだすように成形される。このようにして、ローターブレードの内側部分は、異なるRFコンポーネントを収容するよう徐々に成形される。これらの成形プロセスにより、ローターブレードの製造中に、RFコンポーネントをローターブレード内部へ埋め込むことが可能になる。つまり、ローターブレードは閉じた物体なので、RFコンポーネントは、積層プロセスの間にローターブレード内部に埋め込まれる。 [0056] According to the disclosed technology, when a new layer is added to the core, the new layer is a compartment, chamber, space, recessed area, or other shape that It is shaped to create a shape that matches, or more precisely will accommodate, the particular RF component selected for placement in the location. In this way, the inner portion of the rotor blade is gradually shaped to accommodate different RF components. These molding processes allow RF components to be embedded inside the rotor blade during manufacture of the rotor blade. That is, since the rotor blade is a closed object, the RF components are embedded inside the rotor blade during the lamination process.

[0057] よって、任意の種類のアンテナ素子/アレイ、増幅器、ミキサ、チューナ、ワイヤ、および導波管を含むRFコンポーネントが、ローターブレードの製造中にローターブレードに追加、厳密には埋め込み、される。このようなプロセスにより、外からは変更がないように見える(すなわち、ローターブレードの外観は実質的に変わっていない)が、RFコンポーネントが埋め込まれたため実際は向上したローターブレードが製造される。 [0057] Thus, any type of RF components including antenna elements/arrays, amplifiers, mixers, tuners, wires, and waveguides may be added, specifically embedded, to the rotor blade during manufacture of the rotor blade. . Such a process produces a rotor blade that appears unchanged from the outside (ie, the appearance of the rotor blade is substantially unchanged) but is actually improved due to the embedded RF components.

[0058] いくつかの実施形態では、図6のRFコンポーネント655Aおよび655Bで示されているように、2つ、3つ、4つ、または任意の数のRFコンポーネントを積み重ねてもよい。このように積み重ねることで、非常に広帯域の信号を達成する点で性能を改善できる。加えて、またあるいは、アンテナ放射パターンのサイドローブで任意の種類の衛星干渉を軽減するために、RFコンポーネントのいくつかをテーパしてもよく、これについては後でより詳細に説明する。 [0058] In some embodiments, two, three, four, or any number of RF components may be stacked, as shown in RF components 655A and 655B of FIG. Stacking in this manner can improve performance in achieving very wideband signals. Additionally and/or alternatively, some of the RF components may be tapered to mitigate any type of satellite interference in the sidelobes of the antenna radiation pattern, as described in more detail below.

[0059] ローターブレード600に埋め込まれるアンテナアレイについては、任意の種類の望ましいアンテナ開口も達成されうる。つまり、アンテナ素子は、任意の種類のアンテナ開口(典型的な非アレイ構成を含む)と同等の性能を達成するように、ローターブレードの内側部分内に配列/配置できる。このような配列により、詳しく後で述べるように、各アンテナアレイのビームの慎重な照準、操縦、指向、または追尾が可能になり、または、各アンテナ素子のビームさえも照準が可能になり、ここで照準には、ブレードの回転も考慮されている(これについては後で詳細に述べる)。 [0059] For antenna arrays embedded in rotor blades 600, any type of desired antenna aperture may be achieved. That is, the antenna elements can be arranged/placed within the inner portion of the rotor blade to achieve performance comparable to any type of antenna aperture (including typical non-arrayed configurations). Such an arrangement allows for careful aiming, steering, directing, or tracking of the beam of each antenna array, or even the beam of each antenna element, as described in more detail below. The aim also takes into account the rotation of the blade (more on this later).

[0060] 埋め込まれるRFコンポーネントは、どんなサイズのローターブレードの内側にもフィットするよう共形であることができる非常に薄型のアンテナアレイを含んでもよい。RFコンポーネントは、十分なRF電力を提供しかつ回転するローターブレードへ埋め込まれた状態でも耐えられるよう物理的に頑丈な増幅器、も含み得る。アンテナ受信機の低雑音増幅器(「LNA」)までもローターブレードに埋め込むことができる。 [0060] The embedded RF component may include a very low profile antenna array that can be conformal to fit inside a rotor blade of any size. The RF components may also include amplifiers that provide sufficient RF power and are physically robust to survive being embedded in a rotating rotor blade. Even the antenna receiver's low noise amplifier ("LNA") can be embedded in the rotor blade.

[0061] したがって、信号対雑音比(「SNR」)の改善を達成するために、増幅器をアンテナアレイの近傍に配置することができる。埋め込まれるRFコンポーネントは、インピーダンスに合う任意の種類のチューニング機構や、RFからIFへの変換およびIFからRFへの変換を行う任意の種類のミキサを含むこともできる。したがって、RF/IF変換やIF/RF変換を、ローターブレード内で直接おこなってもよい。あるいは、望むなら、RF/IF変換やIF/RF変換を、ローターブレードの外部で行うこともできる。いくつかの実施形態では、どこでRF/IF変換やIF/RF変換を行うかは、中心回転ハブのコネクションの機能性および特徴や、そのコネクションにより過剰な損失や過剰なノイズの導入が生じないかに依存する。 [0061] Accordingly, amplifiers may be placed in close proximity to the antenna array to achieve improved signal-to-noise ratio ("SNR"). The embedded RF components may also include any type of tuning mechanism to match the impedance and any type of mixer to perform RF to IF and IF to RF conversion. Therefore, RF/IF conversion or IF/RF conversion may be performed directly within the rotor blade. Alternatively, the RF/IF or IF/RF conversion can be performed external to the rotor blades, if desired. In some embodiments, where the RF/IF or IF/RF conversion is performed depends on the functionality and characteristics of the central rotating hub connection and whether the connection introduces excessive losses or noise. Dependent.

アンテナパターンの例
[0062] ここで図7Aおよび7Bを参照する。これらの図面は、アンテナ放射パターンの非限定例をいくつか示している。これらのパターンは単に例示目的で示すものであり、制限やなんらかの限定をするものとみなすべきではない。後の章において、アンテナアレイのビームを外部の送信機または受信機にロックオンするために、ビームをどのように電子的に操縦するかを説明する。
Antenna pattern example
[0062] Reference is now made to FIGS. 7A and 7B. These figures show some non-limiting examples of antenna radiation patterns. These patterns are shown for illustrative purposes only and should not be considered limiting or limiting in any way. In a later section, we will explain how to electronically steer the antenna array's beam in order to lock it onto an external transmitter or receiver.

[0063] 図7Aは、水平パターン例705を示すアンテナ範囲グラフ700Aを示す。すなわち、回転翼航空機のローターブレードは、開示されたRFコンポーネントを備えているものとする。上から見ると(すなわち、方位705Aで示されるような上から見下ろす図)、航空機のローターブレードに埋め込まれているアンテナアレイは、電磁場を放出し、次いで水平パターン例705に示されるような方位角放射パターンを放出しうる。 [0063] FIG. 7A shows an antenna range graph 700A showing an example horizontal pattern 705. That is, a rotor blade of a rotorcraft is assumed to include the disclosed RF component. When viewed from above (i.e., a top-down view as shown in azimuth 705A), the antenna array embedded in the rotor blade of the aircraft emits an electromagnetic field and then azimuthal as shown in example horizontal pattern 705. It can emit a radiation pattern.

[0064] 同様に、図7Bは、関連するアンテナ範囲グラフ700Bを示すが、このアンテナ範囲グラフ700Bは立面図(すなわち、回転翼航空機に対して横から水平に見たもの)による。図7Bは、上方へ放射する垂直パターン例(操縦可能)710A、および下方へ放射する垂直パターン例(操縦可能)710Bである。開示される実施形態は、第1組のRFコンポーネントがローターブレードの背面付近に埋め込まれ、第2組のRFコンポーネントがローターブレードの腹面付近に埋め込まれている結果として、1、2、3、4、5、6、7(または任意数)の分離した、操縦可能なアンテナパターンを生成しうる。 [0064] Similarly, FIG. 7B shows a related antenna range graph 700B, which is from an elevation view (ie, viewed horizontally from the side to the rotorcraft). FIG. 7B is an example upwardly radiating vertical pattern (steerable) 710A and a downwardly radiating vertical pattern (steerable) 710B. The disclosed embodiments have a first set of RF components embedded near the back surface of the rotor blade and a second set of RF components embedded near the ventral surface of the rotor blade. , 5, 6, 7 (or any number) separate, steerable antenna patterns.

[0065] つまり、第1組は上方へ照準することができ、かつ第2組は下方へ照準することができる。後で詳述するように、第1組に含まれるアンテナ素子は、すべてが一様に動作することにより1つのアンテナユニットとして機能することもできるし、または、それぞれが独立して動作することにより、たくさんのアンテナユニットとして機能することもできる。このようなダイバーシティにより、形成されるRF通信リンク数の増大が可能になる。第2組のRFコンポーネントについても同様の手法が利用できる。 [0065] That is, the first set can aim upward, and the second set can aim downward. As will be detailed later, the antenna elements included in the first set can function as one antenna unit by all operating uniformly, or by each operating independently. , can also function as a number of antenna units. Such diversity allows for an increase in the number of RF communication links that can be formed. Similar techniques can be used for the second set of RF components.

[0066] 一例として、ローターブレードが、その背面上または背面内に配置された8つのアンテナ素子を含み、その腹面上または腹面内に配置された別の8つのアンテナ素子を含むというシナリオを考察する。ここで、上部の8つのアンテナ素子のすべてが一斉に同じ動作をすることで、1つのアンテナユニットとして機能してもよい。同様に、底部の8つのアンテナ素子がすべて一斉に同じ動作をしてもよい。上部の8つのアンテナ素子が互いに一斉に同じ動作をし、底部の8つのアンテナ素子も互いに一斉に同じ動作をしている状況であれば、形成されるRF通信リンクは2つのみである。一緒に動作するアンテナ素子の数が多ければ、複数のRF通信(狭帯域および広帯域の両方)が可能になる。他の状況では、これら16個のアンテナ素子がすべて互いに独立して動作して、16個の潜在的なRF通信リンクが形成されてもよい。 [0066] As an example, consider a scenario in which a rotor blade includes eight antenna elements located on or in its back surface and another eight antenna elements located on or in its ventral surface. . Here, all eight antenna elements on the upper part may function as one antenna unit by performing the same operation at the same time. Similarly, the bottom eight antenna elements may all perform the same operation in unison. In a situation where the top eight antenna elements operate in unison with each other and the eight bottom antenna elements operate in unison with each other, only two RF communication links are formed. A large number of antenna elements working together allows for multiple RF communications (both narrowband and wideband). In other situations, all 16 antenna elements may operate independently of each other to form 16 potential RF communication links.

[0067] 図7Bには、メインローブ715およびサイドローブ例720も示されており、ここで方位725は、この方位が横から見た状態として位置づけられることを示している。後述するように、開示される実施形態は、任意の種類の低探知可能性(「LPD」)操縦、低傍受可能性(「LPI」)操縦、アンチジャミング、衛星干渉、およびジオステアリング(geo-steering)をも実行できる。このような操縦技術で、メインローブ715およびサイドローブ720の幅および強度を調節する。矢印730は、どのようにローブを操縦できるかを示している。 [0067] Also shown in FIG. 7B is a main lobe 715 and an example sidelobe 720, where orientation 725 indicates that the orientation is positioned as viewed from the side. As discussed below, the disclosed embodiments are useful for all types of low probability of detection ("LPD") maneuvers, low probability of interception ("LPI") maneuvers, anti-jamming, satellite interference, and geo-steering (geo-steering). steering) can also be performed. Such steering techniques adjust the width and strength of the main lobe 715 and side lobes 720. Arrow 730 shows how the lobe can be steered.

[0068] 開示される実施形態は、非常に多様なアンテナアーキテクチャーを提供するので、複数の異なる周波数帯(すなわち、広帯域)をサポートできる。つまり、マルチバンドRF通信を実行しうる。サポートされる周波数帯域/幅の例をいくつか挙げると、L帯、S帯、C帯、X帯、Ku帯、K帯、Ka帯、または40GHzより高く90GHzまでの帯域があるが、これらに限定されるものではない。これに関し、開示される実施形態は、少なくとも500MHzと90GHzの間の周波数で動作可能である。参考までに述べると、L帯は、1~2GHzの間の周波数を持つ波長を含む。S帯は、2~4GHzの間の周波数を持つ波長を含む。C帯は、4~8GHzの間の周波数を持つ波長を含む。X帯は、8~12GHzの間の周波数を持つ波長を含む。Ku帯は、12~18GHzの間の周波数を持つ波長を含む。K帯は、18~27GHzの間の周波数を持つ波長を含む。Ka帯は、27~40GHzの間の周波数を持つ波長を含む。 [0068] The disclosed embodiments provide a highly diverse antenna architecture so that multiple different frequency bands (ie, wideband) can be supported. In other words, multiband RF communication can be performed. Some examples of supported frequency bands/widths include L-band, S-band, C-band, X-band, Ku-band, K-band, Ka-band, or bands above 40GHz up to 90GHz; It is not limited. In this regard, disclosed embodiments are operable at frequencies between at least 500 MHz and 90 GHz. For reference, the L band includes wavelengths with frequencies between 1 and 2 GHz. The S-band includes wavelengths with frequencies between 2 and 4 GHz. The C band includes wavelengths with frequencies between 4 and 8 GHz. The X-band includes wavelengths with frequencies between 8 and 12 GHz. The Ku band includes wavelengths with frequencies between 12 and 18 GHz. The K-band includes wavelengths with frequencies between 18 and 27 GHz. The Ka band includes wavelengths with frequencies between 27 and 40 GHz.

電子操縦
[0069] 上記で概説したように、開示される実施形態は、ローターブレードに埋め込まれたアンテナ素子の任意のさまざまな組み合わせを、電子的に「操縦」または「照準」することができる。一例として、ヘリコプターが4枚のローターブレードを有し、各ブレードが16個の上部アンテナ素子および16個の底部アンテナ素子を有し、その結果ヘリコプターは、RF通信リンクの確立に利用可能な追加の128個のアンテナ素子(例えば、16×2×4)を有するとしよう。各アンテナ素子は、他のアンテナ素子から独立して電気的にバイアスすることができるか、あるいは、各アンテナ素子は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または任意数の他のアンテナ素子と協調したアンテナアレイとして動作させることもできる。アレイ性能を向上(例えば、利得の増大、より正確なビーム操縦、等)させるために、ローターブレードのアンテナ素子は、別のローターブレードのアンテナ素子とともに動作させることもできる。なお、ビームは複数のアンテナ素子を用いて操縦される。さらに、後述するように、一枚のローターブレードを、複数のRFリンクをサポートするように構成することができる。開示される実施形態は、波形生成およびモデム機能をサポートするよう動作可能でもある。
electronic steering
[0069] As outlined above, the disclosed embodiments can electronically "steer" or "target" any of the various combinations of antenna elements embedded in the rotor blades. As an example, a helicopter has four rotor blades, each blade having 16 top antenna elements and 16 bottom antenna elements, so that the helicopter has additional Let's say we have 128 antenna elements (eg 16x2x4). Each antenna element can be electrically biased independently of the other antenna elements, or each antenna element can be electrically biased independently of the other antenna elements, or each antenna element can be It can also be operated as an antenna array in coordination with any number of other antenna elements. To improve array performance (eg, increased gain, more precise beam steering, etc.), a rotor blade antenna element may also operate in conjunction with another rotor blade antenna element. Note that the beam is steered using multiple antenna elements. Additionally, as discussed below, a single rotor blade can be configured to support multiple RF links. The disclosed embodiments are also operable to support waveform generation and modem functionality.

[0070] 一例として、ローターブレードの16個の上部アンテナ素子は、他のローターブレードの16個の上部アンテナ素子と連帯して動作できる。いくつかの状況では、すべての64個の上部アンテナ素子が互いに一斉に同じ動作をし、それによって複数のRF通信リンク(狭帯域およい広帯域の両方)を確立する機会を提供すると同時に、アンテナ効率やアンテナ利得を増大させることもできる。よって、ローターブレードにある任意の数または組み合わせのアンテナ素子を操縦する頑強なネットワークが提供される。 [0070] As an example, the 16 upper antenna elements of a rotor blade can operate in conjunction with the 16 upper antenna elements of other rotor blades. In some situations, all 64 upper antenna elements operate in unison with each other, thereby providing the opportunity to establish multiple RF communication links (both narrowband and wideband) while reducing antenna efficiency. It is also possible to increase the antenna gain. Thus, a robust network is provided for steering any number or combination of antenna elements on a rotor blade.

[0071] 個々のアンテナ素子が、またはアンテナ素子の小規模なクラスターやグループを形成して、コマンド・アンド・コントロール(「C2」)型の通信を行うために使用されてもよい。なぜなら、このような通信では比較的低い帯域幅しか必要とされないからである。より高い帯域幅の通信(例えば、ビデオデータ)を達成するには、多数のアンテナ素子を合併または組み合わせて一斉に同じ動作をさせるとよい。このような組み合わせにより大きなアンテナ開口を生み出すことができ、これによってもアンテナ効率およびアンテナ利得が増大する。このように効率や利得がより大きくなることで、高帯域の信号(例えば、ビデオ)の送受信が可能になる。結果として、アンテナ素子を組み合わせて一斉に同じ動作をさせることで、より大きな面積になった開口を介してより大きな利得および効率測定値を得ることができる。 [0071] Individual antenna elements or forming small clusters or groups of antenna elements may be used for command and control ("C2") type communications. This is because such communications require relatively low bandwidth. To achieve higher bandwidth communications (eg, video data), multiple antenna elements may be merged or combined to perform the same operation in unison. Such a combination can create a large antenna aperture, which also increases antenna efficiency and antenna gain. This increased efficiency and gain makes it possible to transmit and receive high-bandwidth signals (eg, video). As a result, greater gain and efficiency measurements can be obtained through the larger area aperture by combining the antenna elements to perform the same operation in unison.

[0072] よって、アンテナの開口を、リアルタイムかつ必要に応じて動的に調節することができる。特に、開示される実施形態は、アンテナシステムの「等価等方輻射電力」(「EIRP))を明らかにすることができ、EIRPは、送信機の等方性アンテナに対する、アンテナの送信機電力とアンテナの利得(与えられた方向における)との積を意味する。このEIRPを用いることで、エンドポイント(例えば、衛星、飛行機、等)に確実に伝搬信号が正しく到達するように、開口を動的に調節できる。さらにEIRPは、信号対雑音比または利得対雑音温度比(G/T)(例えば、ここで「G」はデシベルおよび受信周波数で示されるアンテナ利得であり、「T」はケルビンで示される受信システムの等価雑音温度である)が適切であることを保証するために使用できる。したがって、RFリンク全体に適合するよう所望の利得を有するように開口を調節できるので、そのリンクを確立する/閉じることができる。よって、所望の利得が達成される可能性があり、動的に開口を調節することで利得を変化させることができる。 [0072] Therefore, the aperture of the antenna can be dynamically adjusted in real time and as needed. In particular, the disclosed embodiments can account for the "equivalent isotropic radiated power" ("EIRP") of an antenna system, where EIRP is the transmitter power of the antenna and the isotropic antenna of the transmitter. EIRP is the product of the antenna's gain (in a given direction).This EIRP can be used to move the aperture to ensure that the propagating signal correctly reaches the endpoint (e.g., satellite, airplane, etc.). Additionally, EIRP can be adjusted by the signal-to-noise ratio or gain-to-noise-temperature ratio (G/T) (e.g., where "G" is the antenna gain in decibels and received frequency, and "T" is the Kelvin can be used to ensure that the equivalent noise temperature of the receiving system, denoted by , is adequate. Therefore, the aperture can be adjusted to have the desired gain to fit the entire RF link, thus allowing the link to be established/closed. Therefore, a desired gain may be achieved, and the gain can be changed by dynamically adjusting the aperture.

[0073] アンテナ素子を電子的に操縦するために、RFバックエンドは、RFフロントエンドに送られる信号の位相および振幅を変更し、場合によっては、地空間適応処理方式を適用する。つまり、アンテナシステムは、外部のエンティティへ信号を伝搬するためにRFフロンドエンドに信号を供給できる供給ネットワークを有する。 [0073] To electronically steer the antenna elements, the RF back end changes the phase and amplitude of the signal sent to the RF front end, and in some cases applies geospatial adaptive processing schemes. That is, the antenna system has a feed network that can feed signals to the RF front end for propagating the signals to external entities.

[0074] ビームを電子的に操縦/照準するために、さまざまな技術が利用可能である。これらの技術は一般的に、RFフロントエンドへ送られる信号の位相および振幅を変更するものである。第1技術は、「MIMO」(multiple-input and multiple-output)技術である。MIMOは、複数の送信/受信アンテナの使用によってRFリンクの容量を増やし、それによってマルチパス伝搬を活用する方法である。つまり、多数の異なるアンテナアレイを用いた結果として干渉が生じるとき、MIMOは、異なる開口からマルチパスを実行することで問題に対処できる。これに関し、任意数の信号を、同じRF周波数/チャネルで、互いに同時に送信または受信できる。 [0074] Various techniques are available for electronically steering/aiming the beam. These techniques generally modify the phase and amplitude of the signal sent to the RF front end. The first technology is "MIMO" (multiple-input and multiple-output) technology. MIMO is a method of increasing the capacity of an RF link through the use of multiple transmit/receive antennas, thereby exploiting multipath propagation. That is, when interference occurs as a result of using a large number of different antenna arrays, MIMO can address the problem by performing multipath from different apertures. In this regard, any number of signals can be transmitted or received simultaneously from each other on the same RF frequency/channel.

[0075] アンテナアレイ/素子を照準するための別の技術は、「OAM」(orbital angular momentum multiplexing)と称されるものである。OAMは、信号が電磁波上で互いに多重化される物理層技術であり、この多重化がその電磁波の軌道角運動量の使用により生じるものを一般に意味する。このようなプロセスにより、この電磁波を異なる直交信号から区別できる。これに関し、OAMは、アンテナの操縦を電子スピン(任意のスケールの)に依存するのが一般的である。RFコンポーネントはローターブレードに埋め込まれており、ローターブレードは回転するので、OAMは、回転しているローターブレードに加えて回転している電子を利用して、電磁波の焦点を特定のエンドポイントへ定めることができる。OAMは、信号伝達におけるダイバーシティも向上させる。さらに、信号は互いに直交にできるので、互いの干渉が低減される(または干渉がないことすらある)。結果として、多数の異なるチャネルを1つの電磁波に同時にスタックすることが可能であり、それにより同じ電磁信号/波形から異なるたくさんのリンクを達成できる。 [0075] Another technique for aiming antenna arrays/elements is referred to as "OAM" (orbital angular momentum multiplexing). OAM is a physical layer technology in which signals are multiplexed together over an electromagnetic wave, generally meaning that this multiplexing occurs through the use of the orbital angular momentum of the electromagnetic wave. Such a process allows this electromagnetic wave to be distinguished from different orthogonal signals. In this regard, OAMs typically rely on electron spin (of arbitrary scale) to steer the antenna. Since the RF components are embedded in the rotor blades and the rotor blades rotate, OAM uses the rotating rotor blades as well as the rotating electrons to focus the electromagnetic waves to specific endpoints. be able to. OAM also increases diversity in signaling. Furthermore, since the signals can be orthogonal to each other, their interference with each other is reduced (or even non-existent). As a result, it is possible to stack many different channels into one electromagnetic wave simultaneously, thereby achieving many different links from the same electromagnetic signal/waveform.

[0076] これらの操縦技術およびその他任意の操縦技術によって、開示される実施形態は、アンテナネットワークで利用可能なリンクダイバーシティを高めることができる。「リンクダイバーシティ」とは、さまざまな種類のたくさんのRF通信リンクが確立されうることを一般的に意味し、これらのリンクは複数の異なる帯域/周波数に及び、かつ互いに同時に生成されうる。ダイバーシティは一般に、空間ダイバーシティ、偏波ダイバーシティ、および周波数ダイバーシティとも関連する。 [0076] These maneuvering techniques and any other maneuvering techniques allow the disclosed embodiments to increase the link diversity available in an antenna network. "Link diversity" generally means that many RF communication links of various types may be established, these links may span different bands/frequencies, and may be generated simultaneously with each other. Diversity is also commonly associated with spatial diversity, polarization diversity, and frequency diversity.

[0077] 回転するローターブレードにアンテナ素子を配置できるため、これらの技術では、ローターブレードの回転速度も計算に入れている。つまり、n次元移動体解析/モデルを行ってローターブレードの回転速度を補償する場合がある。各素子はそれ自体が移動物であり、またあるいは、素子が互いに一斉に同じ動作をすることもできるため、アンテナシステムは、どのようにアンテナ素子が構成されるかに相関するn次元移動体解析/モデルを構成することができる。 [0077] These techniques also take into account the rotational speed of the rotor blades, since the antenna elements can be placed on the rotating rotor blades. That is, an n-dimensional moving body analysis/model may be performed to compensate for the rotational speed of the rotor blade. Because each element is itself a moving object, and/or the elements can behave in unison with each other, the antenna system requires an n-dimensional moving object analysis that correlates to how the antenna elements are configured. / model can be constructed.

[0078] このn次元移動体モデルを用いると、信号の位相および振幅をローターブレードの回転の関数として求められる。いくつかの実施形態では、(例えば、各アレイ素子からの)電磁波/ビームの各部分が外部のエンドポイントへ電子的に操縦される。この操縦は、アンテナ素子が中心回転ハブの周りを移動するときに各フレームで生じるので、信号がエンドポイントに到達するときには、信号は完全な合成データ/情報のセットになっている。このようにして(例えば、位相および振幅を変えることで)信号を動的に調節することが「回転補償」であり、これは任意数のローターブレードに埋め込まれた任意数のアンテナ素子について実行できる。 [0078] Using this n-dimensional moving object model, the phase and amplitude of the signal can be determined as a function of the rotation of the rotor blade. In some embodiments, each portion of the electromagnetic wave/beam (eg, from each array element) is electronically steered to an external endpoint. This steering occurs each frame as the antenna elements move around the central rotating hub, so that by the time the signal reaches the endpoint, it is a complete set of composite data/information. Dynamically adjusting the signal in this way (e.g. by changing phase and amplitude) is "rotational compensation" and can be performed for any number of antenna elements embedded in any number of rotor blades. .

[0079] 回転補償の実行により、アンテナシステムは自身の電磁ビームを照準して任意の所望の目標を追尾できる。さらに、結果として生成されるビームを、従来のビームと類似した特徴を有するよう形成することもできる。したがって、受信機は、なにも変更しなくても、また送信された信号が本明細書に記載の改良技術を用いて送られたことを知る必要もなく、動作することができる。この点に関し、実施形態は受信機および送信機に依存していない。 [0079] Performing rotational compensation allows the antenna system to aim its electromagnetic beam to track any desired target. Additionally, the resulting beam can be shaped to have similar characteristics to conventional beams. Thus, the receiver can operate without any modification or need to know that the transmitted signal was sent using the improved techniques described herein. In this regard, embodiments are receiver and transmitter independent.

[0080] これらの向上した電子操縦技術により、アンテナシステムは、たとえ広帯域周波数であっても、低探知可能性(LPD)、低干渉/傍受可能性(LPI)、アンチジャミング、衛星干渉、ジオロケーション、同一地点干渉(cosite interference)、測位・ナビゲーション・タイミング(PNP:position-navigation-timing)、およびジオステアリングをサポートすることもできる(そして、他の動作を狭帯域周波数で行うことができる)。それゆえ、開示される実施形態が軍事用回転翼航空機で実施された場合、電子戦争(「EW」)が行われうる。簡単にLPDやその他のEW操縦技術に関して述べると、アンテナパターンのサイドローブ(例えば、図7Bのサイドローブ720)を調節して、それらの領域の利得を抑制する(例えば、テーパアンテナアレイの使用により)ことができる。このような動作によってサイドローブを制御することができるので、誰が信号を見て誰が見ていないのかを知ることが可能になる。さらに、またあるいは、実施形態は、一定のスペクトル束密度(spectral flux density)を維持するように信号を成形するよう構成されてもよい。スペクトル束密度は、所与の物理的位置における面積あたりの電力量を定義している。実施形態は、所与の物理的位置へ送られる電力を限定するように信号を成形することができ、スペクトル束密度を限定し、信号がLPD、LPI、ジオロケーション、PNT、などを確実に提供できるようにする。 [0080] These improved electronic steering techniques allow antenna systems to perform low detectability (LPD), low interference/interceptability (LPI), anti-jamming, satellite interference, geolocation, even at wideband frequencies. , cosite interference, position-navigation-timing (PNP), and geosteering (and other operations can be performed at narrowband frequencies). Therefore, when the disclosed embodiments are implemented on a military rotorcraft, electronic warfare ("EW") may be waged. Briefly with respect to LPD and other EW steering techniques, sidelobes of the antenna pattern (e.g., sidelobes 720 in FIG. 7B) can be adjusted to suppress the gain in those regions (e.g., by using tapered antenna arrays). )be able to. Since side lobes can be controlled by such an operation, it becomes possible to know who sees the signal and who does not see it. Additionally or alternatively, embodiments may be configured to shape the signal to maintain a constant spectral flux density. Spectral flux density defines the amount of power per area at a given physical location. Embodiments can shape the signal to limit the power sent to a given physical location, limit the spectral flux density, and ensure that the signal provides LPD, LPI, geolocation, PNT, etc. It can be so.

[0081] いくつかの状況では、ローターブレードの先端は、実際にはある程度(例えば乱気流により)バタつきうる。ローターブレードは、可塑性素材でできているのが一般的であり、速度によっては上下に少し曲がることがある。開示される操縦技術は、このような屈曲がいつ起こるかを特定することができ(例えば、リンク強度が増加または低減する場合や、バタつきによって目標の位置が変わる結果としてリンクが一瞬切断される場合があるため)、電磁波をターゲットエンドポイントへ再び合わせるための是正措置を取ることができる。このような是正措置は非常に迅速に(例えば、数ナノ秒で)実行することが可能で、それによりリンクの強度を保持できる。一例として、パイロットがアンテナシステムを使って、あるエンドポイントと通信しているとしよう。ローターブレードがなんらかの理由でバタつきまたは屈曲してリンクが一瞬焦点から外れても、この操縦が是正措置を速やかに実行できるので、パイロット(または特定の通信コンポーネント)はリンクが焦点から外れていたことに気づくことすらないだろう。結果として、電子操縦を介して、アンテナアレイはほぼ即座に元の場所に「跳ね」戻ることができる。これに関し、開示される実施形態は、電子操縦を行っている場合、誤り訂正および任意の種類の圧縮または補償を行うことで、その期間中はRF通信リンクを可能な限り強い状態にしておくことを保証できる。 [0081] In some situations, the tips of the rotor blades may actually flutter to some extent (eg, due to turbulence). Rotor blades are typically made of plastic material and can bend slightly up or down depending on speed. The disclosed maneuvering techniques can identify when such bending occurs (e.g., when the link strength increases or decreases, or when a link is momentarily severed as a result of a flapping change in target position). (as the case may be), corrective action can be taken to realign the electromagnetic waves to the target endpoint. Such corrective actions can be taken very quickly (eg, in a few nanoseconds), thereby preserving the strength of the link. As an example, suppose a pilot is communicating with an endpoint using an antenna system. If the rotor blades flutter or buckle for any reason and the link momentarily goes out of focus, this maneuver allows immediate corrective action to be taken so the pilot (or certain communication components) knows that the link was out of focus. You won't even notice it. As a result, via electronic steering, the antenna array can "bounce" back to its original location almost instantly. In this regard, the disclosed embodiments provide error correction and any type of compression or compensation to keep the RF communication link as strong as possible during electronic maneuvering. can be guaranteed.

複数同時通信リンク
[0082] 図8Aおよび8Bは、複数の即時広帯域RFリンクが確立される状況をいくつか示している。図8Aでは、回転翼航空機800は、1枚のローターブレード上にあるRFフロントエンド805Aと、別のローターブレード上にあるRFフロントエンド805Bと、さらに別のローターブレード上にあるRFフロントエンド805C(これはテールローターブレード)を含むものとして示されている。RFフロントエンド805A、805B、および805Cは、任意数のRFコンポーネントを含みうる点で上述した任意のRFフロントエンドを表している。
Multiple simultaneous communication links
[0082] Figures 8A and 8B illustrate several situations in which multiple instant broadband RF links are established. In FIG. 8A, a rotorcraft 800 has an RF front end 805A on one rotor blade, an RF front end 805B on another rotor blade, and an RF front end 805C on yet another rotor blade. This is shown as including the tail rotor blade). RF front ends 805A, 805B, and 805C represent any of the RF front ends described above in that they may include any number of RF components.

[0083] この状況において、RFフロントエンド805A、805B、および805Cは、これ以前の図に示したように、複数のアンテナアレイおよび複数の増幅器を含んでいる。各アンテナアレイは、複数のアンテナ素子を含んでいる。さらに、RFフロントエンド805Aは、アンテナ素子と増幅器との第1組を含み、この組は対応するローターブレードの内側部分に埋め込まれており、RFフロントエンド805Bは、アンテナ素子と増幅器との第2組を含み、この組も対応するローターブレードの内側部分に埋め込まれている。RFフロントエンド805Cも自身のRFコンポーネントを有することになる。 [0083] In this situation, RF front ends 805A, 805B, and 805C include multiple antenna arrays and multiple amplifiers, as shown in previous figures. Each antenna array includes multiple antenna elements. Further, the RF front end 805A includes a first set of antenna elements and amplifiers, which set is embedded in the inner portion of the corresponding rotor blade, and the RF front end 805B includes a second set of antenna elements and amplifiers. a set, which is also embedded in the inner portion of the corresponding rotor blade. RF front end 805C will also have its own RF components.

[0084] 回転翼航空機800も、第1回転ハブ810Aおよび第2回転ハブ810Bと、RFバックエンド810とを含んでいる。RFフロントエンド805Aおよび805Bは、第1回転ハブ810Aを介してRFバックエンド810に接続され、RFフロントエンド805Cは、第2回転ハブ810Bを介してRFバックエンド810に接続されている。RFバックエンド810は、デジタル信号をアナログ信号へ、また、あるいは、アナログ信号をデジタル信号へ変換する。よって、回転翼航空機800は、即時の混合広帯域RF通信を容易にするアンテナ/通信システムを備えている。 [0084] Rotorcraft 800 also includes a first rotating hub 810A, a second rotating hub 810B, and an RF back end 810. RF front ends 805A and 805B are connected to RF back end 810 via a first rotating hub 810A, and RF front end 805C is connected to RF back end 810 via a second rotating hub 810B. RF backend 810 converts digital signals to analog signals and/or converts analog signals to digital signals. Accordingly, rotorcraft 800 is equipped with an antenna/communications system that facilitates instantaneous mixed broadband RF communications.

[0085]図8Aに示すシナリオでは、RFフロントエンド805Bは、少なくとも2つの別個のRF通信リンクを確立しており、RF通信リンクは2つの別個のターゲットエンドポイントへ向けられている。解説すると、通信システムは現在、エンドポイント815およびエンドポイント820と通信している。実施形態は、RFフロントエンド805A、805B、および805Cのそれぞれの中に、任意数の異なるアレイを動的に形成することができる。これらのアンテナアレイビームも、アンテナアレイから放射されたビームを電子操縦することにより、異なる場所/エンドポイントへ向けることができる。 [0085] In the scenario shown in FIG. 8A, the RF front end 805B has established at least two separate RF communication links, and the RF communication links are directed to two separate target endpoints. To illustrate, the communication system is currently communicating with endpoint 815 and endpoint 820. Embodiments can dynamically form any number of different arrays within each of RF front ends 805A, 805B, and 805C. These antenna array beams can also be directed to different locations/endpoints by electronically steering the beams emitted from the antenna array.

[0086] いくつかの実施形態では、異なるアンテナ開口を動的に形成し、かつこれらの開口を操縦するプロセスは、RFフロントエンドの利用可能性および/またはアンテナ素子の利用可能性に基づく場合がある。例えば、エンドポイント815は、回転翼航空機800の正面やや上にあるので、エンドポイント815とRF通信リンクを確立するためには、前方かつ上方に面したアンテナ素子またはアレイが使用されうる。同様に、エンドポイント820は回転翼航空機800の正面やや下にあるので、エンドポイント820とRF通信リンクを確立するためには、前方かつ下方に面したアンテナ素子またはアレイが使用されうる。 [0086] In some embodiments, the process of dynamically forming different antenna apertures and steering these apertures may be based on RF front end availability and/or antenna element availability. be. For example, because endpoint 815 is located slightly above the front of rotorcraft 800, a forward and upwardly facing antenna element or array may be used to establish an RF communications link with endpoint 815. Similarly, since endpoint 820 is located slightly below the front of rotorcraft 800, a forward and downward facing antenna element or array may be used to establish an RF communications link with endpoint 820.

[0087] アンテナ素子をエンドポイントへ電子操縦すること、EW機能(例えば、衛星干渉、LPD、LPI、等)を実行することに加え、アンテナシステムは、放射エネルギーを電子操縦する際にパイロットの安全も考慮するよう構成することもできる。例えば、開示される実施形態は、回転翼航空機のマッピングを生成または他の方法で入手できる。このマッピングに基づき、そしてローターブレードの回転速度および位置に基づき、アンテナシステムは、ローターのアンテナがパイロットへ向けられているか、または乗員室内へ向けられているときは、エネルギーを下方へ放射しないようにすることができる。望むなら、エネルギー放出時に回転翼航空機の他の部分を避けることもできる。また、例えばティルティング動作(tilting movements)、バンキング動作(banking movements)、その他任意の他の種類の動作など、回転翼航空機の動作を補償するためにアンテナシステムを制御することも可能である。したがって、アンテナシステムによって放出される電磁エネルギーは高度に指向的に管理することができる。 [0087] In addition to electronically steering antenna elements to endpoints and performing EW functions (e.g., satellite interference, LPD, LPI, etc.), antenna systems also provide pilot safety protection when electronically steering radiated energy. It can also be configured to take into account. For example, the disclosed embodiments can generate or otherwise obtain mapping of rotorcraft. Based on this mapping, and based on the rotational speed and position of the rotor blades, the antenna system is configured to avoid radiating energy downward when the rotor antenna is directed toward the pilot or into the crew compartment. can do. If desired, other parts of the rotorcraft can be avoided during energy release. It is also possible to control the antenna system to compensate for movements of the rotorcraft, such as, for example, tilting movements, banking movements, or any other type of movement. Therefore, the electromagnetic energy emitted by the antenna system can be managed in a highly directional manner.

[0088] 図8Bは、異なるアンテナ素子が他の素子と動的に組み合わされて、RF通信リンクを確立するための種々の開口を成しているシナリオを示している。具体的には、図8Bは、複数の異なるRFコンポーネントを有するRFフロントエンド825と、RFバックエンド830とを示している。RFフロントエンド825、RFコンポーネント、およびRFバックエンド830は、上述したフロントエンド、RFコンポーネント、およびRFバックエンドを表している。 [0088] FIG. 8B illustrates a scenario in which different antenna elements are dynamically combined with other elements to form various apertures for establishing an RF communication link. Specifically, FIG. 8B shows an RF front end 825 and an RF back end 830 having multiple different RF components. RF front end 825, RF component, and RF back end 830 represent the front end, RF component, and RF back end described above.

[0089] ここで、RFコンポーネントは異なる4個のグループ、厳密には、例えばアレイ825A、アレイ825B、アレイ825C、およびアレイ825Dなどのアレイ、に動的に分離されている。図8Bでは、どのRFコンポーネントがどのアレイに属するかを陰影の違いで示している。例えば、アレイ825Aは4個のアンテナ素子を含むものとして示され、アレイ825Bはアンテナ素子を1個だけ含むものとして示され、アレイ825Cはアンテナ素子を1個だけ含むものとして示され、そしてアレイ825Dは8個のアンテナ素子を含むものとして示されている。もちろん、任意の数または組み合わせのアンテナ素子が用いられてもよく、また(例えば、アレイのグループが形成されない別のシナリオでは)、各アンテナ素子が独立してバイアスされてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、各素子は独立したアンテナユニットとして、独立して動作可能である。いくつかの場合では、複数のアンテナ素子が1つのアンテナユニットとして集団で動作可能になるように、アンテナ素子のグループ(または素子の全部ですら)を、電子アンテナ操縦を介して集団として制御可能である。 [0089] Here, the RF components are dynamically separated into four different groups, specifically arrays, such as array 825A, array 825B, array 825C, and array 825D. In FIG. 8B, which RF component belongs to which array is indicated by different shading. For example, array 825A is shown as including four antenna elements, array 825B is shown as including only one antenna element, array 825C is shown as including only one antenna element, and array 825D is shown as including only one antenna element. is shown as containing eight antenna elements. Of course, any number or combination of antenna elements may be used, and each antenna element may be independently biased (eg, in other scenarios where groups of arrays are not formed). Thus, in some embodiments, each element is independently operable as an independent antenna unit. In some cases, groups of antenna elements (or even all of the elements) may be collectively controllable via electronic antenna steering such that multiple antenna elements can collectively operate as one antenna unit. be.

[0090] ここで、アレイ825Aはエンドポイント835とRF通信リンクを確立している。アレイ825Bはエンドポイント840とRF通信リンクを確立している。アレイ825Cはエンドポイント845とRF通信リンクを確立している。最後に、アレイ825Dはエンドポイント850とRF通信リンクを確立している。したがって、任意数のRF通信リンクが任意数のターゲットエンドポイントと確立されうる。 [0090] Here, array 825A has established an RF communication link with endpoint 835. Array 825B has established an RF communications link with endpoint 840. Array 825C has established an RF communications link with endpoint 845. Finally, array 825D has established an RF communications link with endpoint 850. Accordingly, any number of RF communication links may be established with any number of target endpoints.

[0091] 図9は、セカンダリのローターハブ/ブレード905を有する回転翼航空機900と、別の回転翼航空機910とを含むシナリオを示している。ここで、回転翼航空機900は、セカンダリのローターハブ/ブレード905に埋め込まれたRFコンポーネントを用いてRF通信リンク915を確立している。 [0091] FIG. 9 depicts a scenario that includes a rotorcraft 900 with a secondary rotor hub/blade 905 and another rotorcraft 910. Here, rotorcraft 900 has established an RF communications link 915 using RF components embedded in secondary rotor hub/blade 905 .

[0092] 図10は別のシナリオを示しており、メインローター1005とセカンダリのローター1010とを含む回転翼航空機1000が他の航空機と通信している。特に、メインローター1005内のRFコンポーネントは、RF通信リンク1020を介して航空機1015と通信するために使用されている。RF通信リンク1020の確立と同時に、セカンダリのローター1010内のRFコンポーネントは、RF通信リンク1030を介して航空機1025と通信するために使用されている。このシステムは、地上の個人、車両、または他のエンティティと通信することもでき、図10の人物1035との通信で示されているように、これらは静止または移動している。よって、RFコンポーネントを回転翼航空機のローターブレードに埋め込むことにより、空対地のリンクであっても、RF通信リンクの数およびダイバーシティは、大いに拡大かつ改善されうる。 [0092] FIG. 10 depicts another scenario in which a rotorcraft 1000, including a main rotor 1005 and a secondary rotor 1010, is in communication with another aircraft. In particular, RF components within main rotor 1005 are used to communicate with aircraft 1015 via RF communications link 1020. Simultaneously with the establishment of RF communications link 1020, RF components within secondary rotor 1010 are being used to communicate with aircraft 1025 via RF communications link 1030. The system may also communicate with individuals, vehicles, or other entities on the ground, which may be stationary or moving, as illustrated in communication with person 1035 in FIG. Thus, by embedding RF components into rotor blades of rotorcraft, the number and diversity of RF communication links, even air-to-ground links, can be greatly expanded and improved.

方法例
[0093] ここで、実行されうる多数の方法および方法行為を示す図11Aおよび11Bを見よう。方法行為は、一定の順序で記載され、または特定の順序で生じるものとしてフロー図に示されうるが、特に言及があった場合や、ある行為がその行為の実行前に完了する別の行為に依存しているため必要である場合を除いて、特定の順番である必要はない。
Method example
[0093] Turn now to FIGS. 11A and 11B, which illustrate a number of methods and method acts that may be performed. Method acts may be listed in a certain order or shown in a flow diagram as occurring in a particular order, except when specifically referenced or when one act is completed before another act is performed. They do not need to be in a particular order unless a dependency requires it.

[0094] 図11Aは、アンテナシステムを制御するための方法例1100のフロー図であり、アンテナシステムは、回転翼航空機のRFフロントエンドおよびRFバックエンドを含み、RFフロントエンドは、航空機の複数の異なるローターブレードに分散された、複数の異なるアンテナアレイを含んでいる。前述同様に、この回転翼航空機は、中心回転ハブと、中心回転ハブへ接続された複数のローターブレードとを含んでいる。さらに、この方法は、複数の異なるRF信号を複数の異なるターゲットエンドポイントへ同時に伝搬するために実行される。 [0094] FIG. 11A is a flow diagram of an example method 1100 for controlling an antenna system that includes an RF front end and an RF back end of a rotorcraft, the RF front end comprising multiple Contains multiple different antenna arrays distributed on different rotor blades. As before, the rotorcraft includes a central rotating hub and a plurality of rotor blades connected to the central rotating hub. Further, the method is performed to simultaneously propagate multiple different RF signals to multiple different target endpoints.

[0095] まず、方法1100は、行為(行為1105)を含み、この行為では、RFバックエンドが複数の異なる信号を異なるアンテナアレイへ供給し、各アンテナアレイが、異なる信号を異なるターゲットエンドポイント(例えば、図8Bに示したもの)へ送信または受信する。別の言い方をすれば、各アンテナアレイビームは、対応する異なるターゲットエンドポイントへ照準されている。さらに、RFフロントエンドは、複数の違う種類のRFコンポーネント(例えば、アンテナ、増幅器、ミキサ、等)を含むことで、ローターブレードの中に複数の異なる種類のRFコンポーネントが埋め込まれているようにする。 [0095] First, method 1100 includes an act (act 1105) in which the RF backend provides multiple different signals to different antenna arrays, each antenna array providing different signals to different target endpoints (act 1105). For example, as shown in FIG. 8B). Stated another way, each antenna array beam is aimed at a corresponding different target endpoint. Additionally, the RF front end may include multiple different types of RF components (e.g., antennas, amplifiers, mixers, etc.), such that multiple different types of RF components are embedded within the rotor blade. .

[0096] 複数の異なる信号をRFフロントエンドへ供給するこのプロセスは、上述したいずれの操縦技術を用いて実行してもよい。図11Bを少し見ておくと、この図では、行為1105を実行するために従いうるプロセスのいくつかを、さらに詳しく述べてある。 [0096] This process of providing multiple different signals to the RF front end may be performed using any of the maneuvering techniques described above. Turning briefly to FIG. 11B, this figure further details some of the processes that may be followed to perform act 1105.

[0097] 具体的には、図11Bは、ローターブレードに埋め込まれたアンテナ素子/アレイの回転速度に基づいて、異なる信号をRFフロントエンドへどのように供給するか、について補償をする行為(行為1105A)を示している。例えば、前述したように、素子の回転の特性を修正、厳密には補償するために、n次元解析/モデルを用いて信号の位相が変更されうる。 [0097] Specifically, FIG. 11B shows an act of compensating for how different signals are provided to the RF front end based on the rotational speed of the antenna elements/arrays embedded in the rotor blades. 1105A). For example, as previously discussed, the phase of the signal may be modified using an n-dimensional analysis/model to modify, or more precisely compensate for, the rotational properties of the element.

[0098] 加えて、図11Bは、ローターブレードの回転位相全体を通じて、アンテナ素子/アレイの少なくとも1つのメインローブ/ビームを電子操縦する行為(行為1105B)を示している。もちろん、任意の種類の電子操縦を使用してもよい。さらにこの電子操縦プロセスは、回転位相全体にわたり、アンテナ素子/アレイのメインローブを受信機へ電子的に指向することを含む。またさらに、この操縦は回転速度の補償に基づいていてもよい。 [0098] Additionally, FIG. 11B shows an act of electronically steering at least one main lobe/beam of the antenna element/array throughout the rotational phase of the rotor blade (act 1105B). Of course, any type of electronic steering may be used. Additionally, the electronic steering process includes electronically directing the main lobe of the antenna element/array to the receiver throughout the rotational phase. Furthermore, this maneuver may be based on rotational speed compensation.

[0099] 図11Aに戻ると、方法1100は、異なるローターブレード内に配置された複数の異なるアンテナアレイへ供給された複数の異なる信号について、RFバックエンドまたはRFフロントエンドで、変換を実行する行為(行為1100)も含む。この変換は、外部受信機(すなわち、ターゲットエンドポイント)へ送られる信号について、複数の異なる信号を、1つまたは複数の中間周波数から1つまたは複数の無線周波数へ変換することを含む。しかし、送信機から受ける信号については、この変換は無線周波数から中間周波数へ変換することを含みうる。 [0099] Returning to FIG. 11A, the method 1100 includes the act of performing a conversion, at an RF back end or an RF front end, on a plurality of different signals provided to a plurality of different antenna arrays disposed within different rotor blades. (Act 1100) is also included. This conversion involves converting a plurality of different signals from one or more intermediate frequencies to one or more radio frequencies for signals sent to an external receiver (ie, target endpoint). However, for signals received from a transmitter, this conversion may involve converting from radio frequency to intermediate frequency.

[00100] それから方法1100は、複数の異なるアンテナアレイの一つ一つを、それぞれに対応する変換されたRF信号のメインローブへ、それぞれに対応するターゲットエンドポイントへと指向させる行為(行為1115)を含む。これらの変換された信号は、図2で示したような電磁波の形態でもよい。したがって、複数の異なるRF信号が複数の異なるターゲットエンドポイントへ同時に伝搬される。さらに、これらのRF信号は、まず回転翼航空機のローターブレードから伝搬され、それから3次元空間へ異なるターゲットエンドポイントへ向けて指向される。 [00100] The method 1100 then includes an act of directing each of the plurality of different antenna arrays to a respective main lobe of the converted RF signal to a respective corresponding target endpoint (act 1115). including. These converted signals may be in the form of electromagnetic waves as shown in FIG. Thus, multiple different RF signals are simultaneously propagated to multiple different target endpoints. Additionally, these RF signals are first propagated from the rotor blades of the rotorcraft and then directed into three-dimensional space to different target endpoints.

[00101] よって、開示される実施形態に従うことで、顕著な技術的改良および技術的効果が実現されうる。つまり、回転翼航空機の重量を実質的に変更することなく、かつ回転翼航空機に設置する必要がある他のハードウェアコンポーネントを移動させることなく、追加のRF通信リンクが確立されうる。さらに、それらのリンクのいくつかは、ローターブレードの頭上の影を考慮する必要なしに形成されうる。 [00101] Thus, by following the disclosed embodiments, significant technical improvements and effects may be achieved. That is, additional RF communication links may be established without substantially changing the weight of the rotorcraft and without moving other hardware components that need to be installed on the rotorcraft. Furthermore, some of those links can be formed without having to consider the overhead shadow of the rotor blades.

コンピュータシステム例
[00102] ここで図12を見ると、本明細書で説明した動作を容易にするために用いることが可能なコンピュータシステム例1200が示されている。コンピュータシステム1200は、種々の回転翼航空機に含めることが可能である。例えば、図12では、コンピュータシステム1200はヘリコプター1200A、ドローン1200B、またはティルトウィング(ティルトローター)航空機1200Cにも含めることができる。3種類の回転翼航空機しか示していないが、コンピュータシステム1200は任意の種類の回転翼航空機に含めることが可能である。いくつかの実装では、コンピュータシステム1200は、アンテナシステムのRFバックエンドの一部として含まれる。
computer system example
[00102] Turning now to FIG. 12, illustrated is an example computer system 1200 that can be used to facilitate the operations described herein. Computer system 1200 may be included in a variety of rotorcraft. For example, in FIG. 12, computer system 1200 may also be included in a helicopter 1200A, a drone 1200B, or a tilt-wing (tiltrotor) aircraft 1200C. Although only three types of rotorcraft are shown, computer system 1200 can be included in any type of rotorcraft. In some implementations, computer system 1200 is included as part of the RF back end of the antenna system.

[00103] その最も基本的な構成において、コンピュータシステム1200は種々のコンポーネントを含む。例えば、図12は、コンピュータシステム1200が、少なくとも1つのプロセッサ1205(「ハードウェア処理装置」として知られている)、アンテナハードウェア1210(例えば、任意の上述したアンテナ、増幅器、ミキサ、チューニングユニット、等)、およびモデム1215を含むことを示している。モデム1215は、アンテナビーム操縦エンジン1220、LPIエンジン1225、LPDエンジン1230、アンチジャミングエンジン1235、ジオロケーションエンジン1240、衛星通信エンジン1245、ビデオインターフェース1250、ネットワークインターフェース1255、およびモデムプロセッサ1260を含む。コンピュータシステム1200は、ストレージ1265も含む。 [00103] In its most basic configuration, computer system 1200 includes various components. For example, FIG. 12 shows that computer system 1200 includes at least one processor 1205 (also known as a "hardware processing unit"), antenna hardware 1210 (e.g., any of the antennas, amplifiers, mixers, tuning units, etc. described above), etc.) and a modem 1215. Modem 1215 includes an antenna beam steering engine 1220, an LPI engine 1225, an LPD engine 1230, an anti-jamming engine 1235, a geolocation engine 1240, a satellite communication engine 1245, a video interface 1250, a network interface 1255, and a modem processor 1260. Computer system 1200 also includes storage 1265.

[00104] 本明細書では、「実行可能なモジュール」、「実行可能なコンポーネント」、「エンジン」という用語、また「コンポーネント」という用語であっても、コンピュータシステム1200上で実行されうるソフトウェアオブジェクト、ルーティン、または方法を意味することができる。本明細書に記載された異なるコンポーネント、モジュール、エンジン、およびサービスは、コンピュータシステム1200上で実行するオブジェクトまたはプロセッサとして(例えば、別個のスレッドとして)実装されてもよい。エンジン、モジュール、またはコンポーネントは、1つまたは複数のプロセッサと、特殊な機能をプロセッサに実行させる実行可能な命令との組み合わせであってもよく、これらの特殊な機能は、この開示で述べたもの、特に、図11A及び11Bに記載した個々の方法行為に関連するものなどである。 [00104] As used herein, the terms "executable module," "executable component," "engine," and even the term "component" refer to software objects that may be executed on computer system 1200. It can mean a routine or a method. The different components, modules, engines, and services described herein may be implemented as objects or processors executing on computer system 1200 (eg, as separate threads). An engine, module, or component may be a combination of one or more processors and executable instructions that cause the processor to perform specialized functions, those specialized functions described in this disclosure. , particularly those relating to the individual method acts described in FIGS. 11A and 11B.

[00105] アンテナビーム操縦エンジン1220は、開示された電子操縦技術(例えば、MIMO、OAM、等)の任意のものを行うために使用されうる。LPIエンジン1225を用いて、LPI技術を行うことができ、同様に、LPDエンジン1230を用いて、LPD技術を行うことができる。アンチジャミングエンジン1235はアンチジャミングを行い、ジオロケーションエンジン1240は、ジオロケーションを行い、衛星通信エンジン1245は、衛星干渉および他の種類の衛星通信を行う。ビデオインターフェース1250は、ビデオ伝送を行うことができる。ネットワークインターフェース1255は、任意の種類のネットワークとの通信に使用できる。モデムプロセッサ1260は、これら他のエンジンのアクティビティを調整するために、かつ/または任意の他の動作を行うために、使用できる。 [00105] Antenna beam steering engine 1220 may be used to perform any of the disclosed electronic steering techniques (eg, MIMO, OAM, etc.). LPI engine 1225 may be used to perform LPI techniques, and similarly, LPD engine 1230 may be used to perform LPD techniques. Anti-jamming engine 1235 provides anti-jamming, geolocation engine 1240 provides geolocation, and satellite communications engine 1245 provides satellite interference and other types of satellite communications. Video interface 1250 can perform video transmission. Network interface 1255 can be used to communicate with any type of network. Modem processor 1260 can be used to coordinate the activity of these other engines and/or to perform any other operations.

[00106] ストレージ1265は、コード1270の形でコンピュータ実行可能命令を含むことがある。ストレージ1265は、物理システムメモリであってもよく、物理システムメモリは、揮発性、非揮発性、またはこの2つのなんらかの組み合わせである場合がある。本明細書において「メモリ」という用語も、物理的な記憶媒体などの非揮発性大容量記憶装置を意味することがある。コンピュータシステム1200が分散されている場合は、処理、メモリ、および/または記憶能力も分散されうる。 [00106] Storage 1265 may include computer-executable instructions in the form of code 1270. Storage 1265 may be physical system memory, which may be volatile, non-volatile, or some combination of the two. As used herein, the term "memory" may also refer to non-volatile mass storage devices such as physical storage media. If computer system 1200 is distributed, processing, memory, and/or storage capacity may also be distributed.

[00107] 他の例では、コンポーネント、モジュール、またはエンジンは、単に任意の種類のプロセッサによって実行可能な実行可能命令であってもよい。また他の例では、コンポーネント、モジュール、またはエンジンは、ASICの形であってよいし、任意の個別の動作(例えば、図11Aおよび11Bの方法に含まれる行為のいずれか1つ)を行うように、または複数の動作(例えば、図11Aおよび11Bの方法行為の組み合わせのいずれか)を行うように、特別に構成されたシステム・オン・チップ(「SOC」)デバイスであってもよい。これに関し、コンポーネント、モジュール、またはエンジンは、コンピュータシステムに特殊な動作を実行させることができるハードウェア処理装置、実行可能コードのコンパイル、または上記の組み合わせと考えられる。 [00107] In other examples, a component, module, or engine may simply be executable instructions that can be executed by any type of processor. In still other examples, the component, module, or engine may be in the form of an ASIC and configured to perform any discrete operation (e.g., any one of the acts included in the methods of FIGS. 11A and 11B). It may be a system-on-a-chip (“SOC”) device that is specially configured to perform the same or multiple operations (eg, any of the combinations of the method acts of FIGS. 11A and 11B). In this regard, a component, module, or engine may be considered a hardware processing unit, a compilation of executable code, or a combination of the above that can cause a computer system to perform a specialized operation.

[00108] 開示される実施形態は、コンピュータハードウェアを含む専用コンピュータか汎用コンピュータを、備えるかまたは利用してよく、コンピュータハードウェアは例えば、1つまたは複数のプロセッサ(プロセッサ1205等)およびシステムメモリ(ストレージ1265等)であり、詳しくは以下で述べる。実施形態は、コンピュータ実行可能命令および/またはデータ構造を運ぶまたは記憶するための物理的およびその他のコンピュータ可読媒体も含む。このようなコンピュータ可読媒体は、汎用または専用コンピュータシステムによってアクセスできる任意の利用可能な媒体であることができる。コンピュータ実行可能命令をデータの形で記憶するコンピュータ可読媒体は、物理的なコンピュータ記憶媒体である。コンピュータ実行可能命令を運ぶコンピュータ可読媒体は、伝送媒体である。このように、例示であって限定するものではないが、現在の実施形態は、種類が明らかに異なる少なくとも2つのコンピュータ可読媒体、すなわち、コンピュータ記憶媒体および伝送媒体を備えることができる。 [00108] The disclosed embodiments may comprise or utilize a special purpose or general purpose computer that includes computer hardware, such as one or more processors (such as processor 1205) and system memory. (storage 1265, etc.), which will be described in detail below. Embodiments also include physical and other computer-readable media for carrying or storing computer-executable instructions and/or data structures. Such computer-readable media can be any available media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer system. Computer-readable media that store computer-executable instructions in the form of data are physical computer storage media. Computer-readable media that carry computer-executable instructions are transmission media. Thus, by way of example and not limitation, current embodiments may include at least two distinctly different types of computer-readable media: computer storage media and transmission media.

[00109] コンピュータ記憶媒体はハードウェア記憶装置であり、ハードウェア記憶装置は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM、RAMに基づくソリッドステートドライブ(SSD)、フラッシュメモリ、相変化メモリ(PCM)、または他の種類のメモリ、または他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置、または他の磁気記憶装置、または、所望のプログラムコード手段をコンピュータ実行可能命令、データ、またはデータ構造の形で記憶するために使用でき、汎用または専用コンピュータによってアクセスできる、任意の他の媒体などである。 [00109] The computer storage medium is a hardware storage device, which includes RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, RAM-based solid state drive (SSD), flash memory, phase change memory (PCM), or any other type of memory, or other optical disk storage, magnetic disk storage, or other magnetic storage device, or for storing desired program code means in the form of computer-executable instructions, data, or data structures. such as any other medium that can be used for computer purposes and accessed by a general purpose or special purpose computer.

[00110] コンピュータシステム1200は、(有線又は無線通信を介して)外部のセンサー(例えば、1つまたは複数の遠隔カメラ、加速度計、ジャイロスコープ、音響センサー、磁力計、データ収集システム、等)へ接続されてもよい。さらに、コンピュータシステム1200は、コンピュータシステム1200に関して説明した処理のいずれかを行うよう構成された、遠隔/分離コンピュータシステムへ、1つまたは複数の有線または無線ネットワーク1275によって接続されてもよい。加えて、電磁信号をターゲットエンドポイントへ伝搬することにより、コンピュータシステム1200は他のコンピュータシステムと無線で通信ができる。図示していないが、コンピュータシステム1200は、任意数の入力/出力(「I/O」)装置(例えば、ディスプレイ、キーボード、マウス、等)、またはユーザーに1つまたは複数の画像をレンダリングするようプロセッサ1205とともに構成されるモジュール/エンジン(ディスプレイグラフィックスやグラフィックスレンダリングエンジン)を含んでいてもよい。 [00110] Computer system 1200 may communicate (via wired or wireless communications) to external sensors (e.g., one or more remote cameras, accelerometers, gyroscopes, acoustic sensors, magnetometers, data acquisition systems, etc.). May be connected. Additionally, computer system 1200 may be connected by one or more wired or wireless networks 1275 to remote/separate computer systems configured to perform any of the operations described with respect to computer system 1200. Additionally, computer system 1200 can wirelessly communicate with other computer systems by propagating electromagnetic signals to target endpoints. Although not shown, computer system 1200 may include any number of input/output ("I/O") devices (e.g., a display, keyboard, mouse, etc.) or a device for rendering one or more images to a user. It may also include modules/engines (display graphics and graphics rendering engines) that are configured with the processor 1205.

[00111] 図12で示したネットワーク1275Aのような「ネットワーク」は、コンピュータシステム、モジュール、および/または他の電子デバイスの間における電子データのトランスポートを可能にする、1つまたは複数のデータリンクおよび/またはデータスイッチと定義される。情報がネットワーク(ハードワイヤード、ワイヤレス、またはそれらの組み合わせ)を介してコンピュータへ送られる、または提供される場合、コンピュータは、そのコネクションを伝送媒体として正式に捉える。コンピュータシステム1200は、ネットワーク1275との通信に用いられる1つまたは複数の通信チャネルを含むことになる。伝送媒体は、データまたは所望のプログラムコード手段を、コンピュータ実行可能命令の形あるいはデータ構造の形で運ぶために使用できるネットワークを含む。さらに、これらコンピュータ実行可能命令は、汎用または専用コンピュータによってアクセスできる。上記の組み合わせもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。 [00111] A "network," such as network 1275A shown in FIG. 12, refers to one or more data links that enable the transport of electronic data between computer systems, modules, and/or other electronic devices. and/or data switch. When information is sent or provided to a computer over a network (hardwired, wireless, or a combination thereof), the computer formally views the connection as a transmission medium. Computer system 1200 will include one or more communication channels used to communicate with network 1275. Transmission media include networks that can be used to carry data or desired program code means in the form of computer-executable instructions or data structures. Further, these computer-executable instructions can be accessed by a general purpose or special purpose computer. Combinations of the above should also be included within the scope of computer-readable media.

[00112] コンピュータ実行可能命令またはデータ構造の形のプログラムコード手段は、種々のコンピュータシステムコンポーネントに到達すると、伝送媒体からコンピュータ記憶媒体(またはその逆)へ自動的に転送されることができる。例えば、ネットワークまたはデータリンクを介して受けたコンピュータ実行可能命令またはデータ構造を、ネットワークインターフェースモジュール(例えば、ネットワークインターフェースカード、すなわち「NIC」)内のRAMにバッファしてから、最終的にコンピュータシステムのコンピュータシステムRAMおよび/または揮発性のより低いコンピュータ記憶媒体へ転送することができる。したがって、コンピュータ記憶媒体は、同じく(あるいは主として)伝送媒体を利用するコンピュータシステムコンポーネントに、含むことができると理解すべきである。 [00112] Program code means in the form of computer-executable instructions or data structures can be automatically transferred from transmission media to computer storage media (and vice versa) upon arrival at various computer system components. For example, computer-executable instructions or data structures received over a network or data link may be buffered in RAM within a network interface module (e.g., a network interface card, or "NIC") before ultimately being sent to the computer system. The data may be transferred to computer system RAM and/or to less volatile computer storage media. Accordingly, it should be understood that computer storage media can be included in computer system components that also (or primarily) utilize transmission media.

[00113] 当然ながら、コンピュータ実行可能(またはコンピュータ解釈可能)命令は、例えば、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または専用処理装置に特定の機能または一群の機能を実行させる命令を備えている。コンピュータ実行可能命令は、例えば、バイナリ、アセンブリ言語などの中間フォーマット命令、またはソースコードであってもよい。主題を構造的特徴および/または方法論的行為に特有の言い回しで述べてきたが、添付の請求項に規定される主題は、上述した特徴や行為に限定するものではないことを理解すべきである。むしろ、記載した特徴や行為は、請求項を実施する形態の例として開示されている。 [00113] It will be appreciated that computer-executable (or computer-interpretable) instructions comprise, for example, instructions that cause a general purpose computer, special purpose computer, or special purpose processing device to perform a particular function or group of functions. Computer-executable instructions may be, for example, binaries, intermediate format instructions such as assembly language, or source code. Although the subject matter has been described in terms specific to structural features and/or methodological acts, it is to be understood that the subject matter defined in the appended claims is not limited to the features and acts described above. . Rather, the described features and acts are disclosed as example forms of implementing the claims.

[00114] 実施形態は、ネットワークコンピューティング環境において、パーソナルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、メッセージプロセッサ、ハンドヘルド装置、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサ搭載またはプログラム可能な家電製品、ネットワークPC、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、携帯電話、PDA、ポケットベル、ルーター、スイッチ、等を含む多くの種類のコンピュータシステム構成で実施されうることが、当業者には分かるであろう。実施形態はまた、ネットワークを介して(ハードワイヤードデータリンク、ワイヤレスデータリンク、またはその両者の組み合わせによって)リンクされたローカルまたは遠隔コンピュータシステムが、それぞれタスク(例えば、クラウドコンピューティング、クラウドサービス、等)を実行する、分散システム環境で実施されてもよい。分散システム環境では、プログラムモジュールは、ローカルおよび遠隔のメモリ記憶装置の両方に配置されてもよい。 [00114] Embodiments apply to personal computers, desktop computers, laptop computers, message processors, handheld devices, multiprocessor systems, microprocessor-equipped or programmable consumer electronics, network PCs, minicomputers, main Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be implemented in many types of computer system configurations, including frame computers, cell phones, PDAs, pagers, routers, switches, and the like. Embodiments also provide that local or remote computer systems linked through a network (by hardwired data links, wireless data links, or a combination of both) each perform tasks (e.g., cloud computing, cloud services, etc.). may be implemented in a distributed systems environment. In a distributed system environment, program modules may be located in both local and remote memory storage devices.

[00115] さらに、またあるいは、本明細書に記載した機能は、少なくとも部分的には、1つまたは複数のハードウェア論理回路コンポーネント(例えば、プロセッサ1205)によって実行することができる。例えば、限定するものではないが、使用できるハードウェア論理回路コンポーネントの種類の例として、フィールドプログラマブルゲートアレイ(PGA)、特定プログラムまたは特定用途向け集積回路(ASIC)、特定プログラム標準製品(ASSP)、システムオンチップシステム(SOC)、複合プログラマブル論理回路デバイス(CPLD)、中央処理装置(CPU)、および他の種類のプログラム可能ハードウェアが含まれる。開示される実施形態は、波形生成およびモデム機能もサポートする。 [00115] Additionally and alternatively, the functions described herein can be performed, at least in part, by one or more hardware logic circuit components (eg, processor 1205). For example, and without limitation, examples of the types of hardware logic circuit components that may be used include field programmable gate arrays (PGAs), program specific or application specific integrated circuits (ASICs), program specific standard products (ASSPs), Includes systems on a chip (SOC), complex programmable logic devices (CPLDs), central processing units (CPUs), and other types of programmable hardware. The disclosed embodiments also support waveform generation and modem functionality.

[00116] 本発明は、その精神および特徴を逸脱しない限りは他の具体的な形態で実施されてもよい。記載された実施形態は、あらゆる点において例示にすぎず、限定的なものではない。したがって、本発明の範囲は、上述した記載ではなく添付した請求項によって示されるものである。請求項との等価性という意味および範囲にあたる変更はすべて、本発明の範囲に包含される。さらに、開示された特徴、プロセス、原理、または行為はいずれも、個別に実施されてもよいし、または開示された任意の他の原理と組み合わせて実施されてもよい。 [00116] The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or characteristics thereof. The described embodiments are in all respects illustrative only and not restrictive. The scope of the invention is, therefore, indicated by the appended claims rather than by the foregoing description. All changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope. Furthermore, any disclosed feature, process, principle, or act may be implemented individually or in combination with any other disclosed principles.

Claims (19)

回転翼航空機の狭帯域及び広帯域の無線周波数(RF)通信を容易にするためのアンテナシステムであって、前記回転翼航空機が、第1中心回転ハブおよび該第1中心回転ハブに接続された複数のローターブレードと、第2回転ハブおよび該第2回転ハブに接続されたセカンダリの複数のローターブレードとを含み、当該アンテナシステムが、
3次元空間への電磁波としてRF通信を送信および受信するよう構成された複数のRFコンポーネントを含むRFフロントエンドであって、
前記複数のRFコンポーネントは、前記ローターブレードの内少なくとも1枚および前記セカンダリのローターブレードの内少なくとも1枚の部分を形成し、
前記少なくとも1枚のローターブレードおよび前記少なくとも1枚のセカンダリのローターブレードが複数の異なる種類のRFコンポーネントを含むように、前記複数のRFコンポーネントの内少なくとも幾らかは異なる種類を有する、RFフロントエンドと、
前記中心回転ハブを介して前記RFフロントエンドに接続されたRFバックエンドと、
を備え
前記異なる種類のRFコンポーネントが、前記少なくとも1枚のローターブレードおよび前記少なくとも1枚のセカンダリのローターブレードの内側部分に埋め込まれ、
前記少なくとも1枚のローターブレードおよび前記少なくとも1枚のセカンダリのローターブレードが、少なくとも1つのアンテナアレイと少なくとも1つのRF増幅器とを含み、
前記RFフロントエンドがRF通信リンクのダイバーシティを提供するように構成されており、前記RF通信リンクが、前記少なくとも1枚のローターブレードの前記RFコンポーネントを用いた第1通信リンクと、前記少なくとも1枚のセカンダリのローターブレードの前記RFコンポーネントを用いた第2通信リンクとを含む、アンテナシステム。
1. An antenna system for facilitating narrowband and wideband radio frequency (RF) communications for a rotorcraft, the rotorcraft comprising a first central rotating hub and a plurality of rotorcraft connected to the first central rotating hub. a second rotating hub and a plurality of secondary rotor blades connected to the second rotating hub, the antenna system comprising:
An RF front end that includes a plurality of RF components configured to transmit and receive RF communications as electromagnetic waves into a three-dimensional space, the RF front end comprising:
the plurality of RF components forming part of at least one of the rotor blades and at least one of the secondary rotor blades;
an RF front end, wherein at least some of the plurality of RF components are of different types, such that the at least one rotor blade and the at least one secondary rotor blade include a plurality of different types of RF components; ,
an RF back end connected to the RF front end via the central rotating hub;
Equipped with
the different types of RF components are embedded in an inner portion of the at least one rotor blade and the at least one secondary rotor blade;
the at least one rotor blade and the at least one secondary rotor blade include at least one antenna array and at least one RF amplifier;
the RF front end is configured to provide RF communication link diversity, the RF communication link comprising a first communication link using the RF component of the at least one rotor blade; a second communication link using the RF component of a secondary rotor blade of the antenna system.
請求項1に記載のアンテナシステムであって、前記複数のRFコンポーネントが外部環境に露出しないように、前記複数のRFコンポーネントが前記少なくとも1枚のローターブレードの内側部分に埋め込まれる、アンテナシステム。 The antenna system of claim 1, wherein the plurality of RF components are embedded in an inner portion of the at least one rotor blade such that the plurality of RF components are not exposed to an external environment. 請求項1に記載のアンテナシステムであって、前記複数のRFコンポーネントが、複数の通信リンクを同時に確立するよう構成される、アンテナシステム。 2. The antenna system of claim 1, wherein the plurality of RF components are configured to establish multiple communication links simultaneously. 請求項1に記載のアンテナシステムであって、
前記複数のRFコンポーネントの内第1組のRFコンポーネントが、前記少なくとも1枚のローターブレードの背面の近傍に物理的に配置されており、
前記複数のRFコンポーネントの内第2組のRFコンポーネントが、前記少なくとも1枚のローターブレードの腹面の近傍に物理的に配置されており、
前記腹面は前記背面に関する反対面である、
アンテナシステム。
The antenna system according to claim 1,
a first set of RF components of the plurality of RF components are physically located near a backside of the at least one rotor blade;
a second set of RF components of the plurality of RF components are physically located near the ventral surface of the at least one rotor blade;
the ventral surface is an opposite surface with respect to the dorsal surface;
antenna system.
請求項4に記載のアンテナシステムであって、
前記背面の近傍に配置された前記第1組RFコンポーネントが、前記腹面の近傍に配置された前記第2組のRFコンポーネントと同時かつ独立して制御され、
前記第1組のRFコンポーネントが、前記回転翼航空機に関して上方向に第1電磁波を送信または受信すると共に、同時に、前記第2組のRFコンポーネントが、前記回転翼航空機に対して下方向に第2電磁波を送信または受信する、
アンテナシステム。
The antenna system according to claim 4,
the first set of RF components located near the dorsal surface are controlled simultaneously and independently of the second set of RF components located near the ventral surface;
The first set of RF components transmits or receives a first electromagnetic wave in an upward direction with respect to the rotorcraft, and simultaneously the second set of RF components transmits or receives a second electromagnetic wave in a downward direction with respect to the rotorcraft. transmit or receive electromagnetic waves,
antenna system.
請求項1に記載のアンテナシステムであって
前記アンテナアレイ、それぞれが、対応する1つまたは複数のアンテナ素子を備えているアンテナシステム。
The antenna system according to claim 1 ,
An antenna system , wherein each antenna array comprises one or more corresponding antenna elements.
請求項6に記載のアンテナシステムであって、
前記少なくとも1枚のローターブレードに埋め込まれた前記異なる種類のRFコンポーネントが、RF信号を中間周波数(IF)信号へ、あるいはIF信号をRF信号へと変換するよう構成された1つまたは複数のミキサをさらに含み、
前記少なくとも1枚のローターブレードの前記内側部分に埋め込まれた、前記1つまたは複数のアンテナアレイが、
テーパヴィヴァルディアンテナアレイ、
スタガードパッチアンテナアレイ、または
直線円偏波アンテナアレイ
の内1つまたは複数を備えている、
アンテナシステム。
7. The antenna system according to claim 6,
The different types of RF components embedded in the at least one rotor blade include one or more mixers configured to convert an RF signal to an intermediate frequency (IF) signal or an IF signal to an RF signal. further including;
the one or more antenna arrays embedded in the inner portion of the at least one rotor blade;
tapered vivaldi antenna array,
comprising one or more of a staggered patch antenna array, or a linear circularly polarized antenna array;
antenna system.
請求項6に記載のアンテナシステムであって、前記少なくとも1枚のローターブレードの前記内側部分に埋め込まれた、前記1つまたは複数のアンテナ素子のそれぞれが独立したアンテナユニットとして独立して動作可能になるように、前記1つまたは複数のアンテナ素子のそれぞれが独立して信号供給される、アンテナシステム。 7. The antenna system of claim 6, wherein each of the one or more antenna elements embedded in the inner portion of the at least one rotor blade is independently operable as an independent antenna unit. An antenna system, wherein each of the one or more antenna elements is independently signaled. 請求項6に記載のアンテナシステムであって、
前記少なくとも1枚のローターブレードの前記内側部分に埋め込まれた、前記1つまたは複数のアンテナ素子が複数のアンテナ素子を含み、
前記複数のアンテナ素子が1つのアンテナユニットとして集団で動作可能になるように、前記複数のアンテナ素子が電子アンテナ操縦を介して集団として制御可能である、
アンテナシステム。
7. The antenna system according to claim 6,
the one or more antenna elements embedded in the inner portion of the at least one rotor blade includes a plurality of antenna elements;
the plurality of antenna elements are collectively controllable via electronic antenna steering such that the plurality of antenna elements are collectively operable as an antenna unit;
antenna system.
回転翼航空機の無線周波数(RF)通信を容易にするための通信システムであって、前記RF通信が狭帯域および/または広帯域の信号を含み、前記回転翼航空機が中心回転ハブと前記中心回転ハブに接続された複数のローターブレードとを含み、当該通信システムが、
複数のアンテナアレイと複数の増幅器とを含むRFフロントエンドであって、
前記複数のアンテナアレイの各アンテナアレイは、複数のアンテナ素子を含み、
アンテナ素子と増幅器との第1組が、前記複数のローターブレードに含まれる第1ローターブレードの内側部分に埋め込まれ、
アンテナ素子と増幅器との第2組が、前記複数のローターブレードに含まれる第2ローターブレードの内側部分に埋め込まれる、
RFフロントエンドと、
前記中心回転ハブを介して前記RFフロントエンドに接続されたRFバックエンドであって、デジタル信号からアナログ信号へ、あるいは、アナログ信号からデジタル信号への変換を少なくとも行うと共にRF通信リンクのダイバーシティを提供するように構成され、前記RF通信リンクが、前記第1ローターブレードを用いた第1通信リンクと、前記第2ローターブレードを用いた第2通信リンクとを含む、
RFバックエンドと、
を備えた通信システム。
A communication system for facilitating radio frequency (RF) communications in a rotorcraft, the RF communications comprising narrowband and/or wideband signals, the rotorcraft having a central rotating hub and a central rotating hub. a plurality of rotor blades connected to the communication system;
An RF front end including a plurality of antenna arrays and a plurality of amplifiers, the RF front end comprising:
Each antenna array of the plurality of antenna arrays includes a plurality of antenna elements,
a first set of antenna elements and amplifiers embedded in an inner portion of a first rotor blade included in the plurality of rotor blades;
a second set of antenna elements and amplifiers embedded in an inner portion of a second rotor blade included in the plurality of rotor blades;
RF front end and
an RF back end connected to the RF front end via the centrally rotating hub, the RF back end at least converting a digital signal to an analog signal or converting an analog signal to a digital signal and providing diversity in an RF communication link; and the RF communication link includes a first communication link using the first rotor blade and a second communication link using the second rotor blade.
RF backend and
communication system with.
請求項10に記載の通信システムであって、前記アンテナ素子と増幅器との第1組に含まれる少なくともいくつかのアンテナ素子が、少なくとも部分的に前記第1ローターブレードの形状と一致するよう成形されている、通信システム。 11. The communication system of claim 10, wherein at least some antenna elements included in the first set of antenna elements and amplifiers are shaped to at least partially match the shape of the first rotor blade. communication system. 請求項10に記載の通信システムであって、
前記第1ローターブレードに埋め込まれた前記アンテナ素子と増幅器との第1組と、前記第2ローターブレードに埋め込まれた前記アンテナ素子と増幅器との第2組とを含む前記RFフロントエンドと、前記RFバックエンドとが、
前記RF通信の低探知可能性(LPD)、
前記RF通信の低傍受可能性(LPI)、
前記RF通信のアンチジャミング、または
前記RF通信のジオロケーション
の内1つまたは複数を行うように共に構成される、
通信システム。
The communication system according to claim 10,
the RF front end including a first set of the antenna element and amplifier embedded in the first rotor blade and a second set of the antenna element and amplifier embedded in the second rotor blade; The RF backend is
low detectability (LPD) of said RF communications;
low probability of interception (LPI) of said RF communications;
anti-jamming of the RF communications; or geolocation of the RF communications;
Communications system.
請求項10に記載の通信システムであって、
前記第1ローターブレードに埋め込まれた前記アンテナ素子と増幅器との第1組と、前記第2ローターブレードに埋め込まれた前記アンテナ素子と増幅器との第2組とを含む前記RFフロントエンドと、前記RFバックエンドとが、前記RF通信を送信または受信するように共に構成され、
前記RF通信が、L帯、S帯、C帯、Ku帯、Ka帯、または40GHzより高く90GHzまでの帯域の内1つまたは複数の帯域におよぶ、
通信システム。
The communication system according to claim 10,
the RF front end including a first set of the antenna element and amplifier embedded in the first rotor blade and a second set of the antenna element and amplifier embedded in the second rotor blade; an RF backend configured together to send or receive the RF communications;
The RF communication spans one or more of the L band, S band, C band, Ku band, Ka band, or a band higher than 40 GHz up to 90 GHz.
Communications system.
請求項10に記載の通信システムであって、
前記複数のアンテナアレイが広帯域アンテナアレイを含み、
前記広帯域アンテナアレイが、前記広帯域アンテナアレイのアンテナパターンの1つまたは複数のサイドローブで衛星干渉の軽減を行うよう構成されている、
通信システム。
The communication system according to claim 10,
the plurality of antenna arrays include a broadband antenna array;
the wideband antenna array is configured to provide satellite interference mitigation with one or more sidelobes of an antenna pattern of the wideband antenna array;
Communications system.
複数の異なる無線周波数(RF)信号を複数の異なるターゲットエンドポイントへ同時に伝搬するための方法であって、前記複数の異なるRF信号が、アンテナシステムのRFフロントエンドに含まれる複数の異なるアンテナアレイによって伝搬され、該アンテナシステムがRFバックエンドも含み、該アンテナシステムが回転翼航空機の一部として含まれ、該回転翼航空機は、中心回転ハブと該中心回転ハブに接続された複数のローターブレードとを含み、前記複数のローターブレードが異なる種類の複数のRFコンポーネントを含み、当該方法が、
前記RFバックエンドに、それぞれが前記回転翼航空機のローターブレードのうち異なるローターブレードに埋め込まれている異なるアンテナアレイに対して、複数の異なる信号を同時に供給させるステップであって、前記異なるアンテナアレイのそれぞれが、対応する異なるターゲットエンドポイントに照準されることにより前記異なるアンテナアレイの前記異なるターゲットエンドポイントによってRF通信リンクのダイバーシティを提供し、前記RF通信リンクが、少なくとも1枚の前記ローターブレードのRFコンポーネントを用いた第1通信リンクと、少なくとも1枚のセカンダリのローターブレードのRFコンポーネントを用いた第1通信リンクとを含む、
ステップと、
前記複数の異なる信号を、前記RFバックエンドまたは前記RFフロントエンドの何れかにおいて、1つまたは複数の中間周波数から1つまたは複数の無線周波数へ変換するステップと、
前記異なるアンテナアレイのそれぞれに、対応する変換されたRF信号を、対応するターゲットエンドポイントへ指向させるステップであって、複数の異なるRF信号が複数の異なるターゲットエンドポイントに同時に伝搬するようにすると共に、前記複数のRF信号が、前記回転翼航空機の前記ローターブレードから前記複数の異なるターゲットエンドポイントに最初に伝搬されるようにする、ステップと
を含む、方法。
A method for simultaneously propagating a plurality of different radio frequency (RF) signals to a plurality of different target endpoints, the plurality of different RF signals being propagated by a plurality of different antenna arrays included in an RF front end of an antenna system. the antenna system also includes an RF backend, the antenna system is included as part of a rotorcraft, the rotorcraft having a central rotating hub and a plurality of rotor blades connected to the central rotating hub. wherein the plurality of rotor blades include a plurality of RF components of different types, the method comprising:
causing the RF backend to simultaneously provide a plurality of different signals to different antenna arrays, each embedded in a different one of the rotor blades of the rotary-wing aircraft; each aimed at a corresponding different target endpoint to provide RF communication link diversity by the different target endpoints of the different antenna arrays, the RF communication link being aimed at at least one of the rotor blades. a first communication link using an RF component; and a first communication link using an RF component of the at least one secondary rotor blade.
step and
converting the plurality of different signals from one or more intermediate frequencies to one or more radio frequencies at either the RF back end or the RF front end;
directing each of the different antenna arrays to a corresponding converted RF signal to a corresponding target endpoint, such that a plurality of different RF signals simultaneously propagate to a plurality of different target endpoints; , causing the plurality of RF signals to initially propagate from the rotor blade of the rotorcraft to the plurality of different target endpoints.
請求項15に記載の方法であって、
前記異なるアンテナアレイのそれぞれを、互いに独立して電子的に操縦するステップをさらに含む、方法。
16. The method according to claim 15,
The method further comprising electronically steering each of the different antenna arrays independently of each other.
請求項15に記載の方法であって、前記複数の異なるRF信号が、音声信号および映像信号の両方を含む、方法。 16. The method of claim 15, wherein the plurality of different RF signals include both audio and video signals. 請求項15に記載の方法であって、前記回転翼航空機が、ヘリコプター、ドローン、またはティルトローター航空機である、方法。 16. The method of claim 15, wherein the rotorcraft is a helicopter, a drone, or a tiltrotor aircraft. 請求項15に記載の方法であって、
前記複数の異なる信号で補償を行うステップであって、前記補償は、前記異なるアンテナアレイの回転速度に基づく、ステップと、
前記ローターブレードの複数の全回転位相を通じて、前記異なるアンテナアレイを電子的に操縦するステップと、
をさらに含む、方法。
16. The method according to claim 15,
performing compensation with the plurality of different signals, the compensation being based on rotational speeds of the different antenna arrays;
electronically steering the different antenna arrays through multiple full rotational phases of the rotor blade;
Further comprising a method.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11958603B1 (en) * 2019-11-21 2024-04-16 Snap Inc. Antenna system for unmanned aerial vehicles with propellers
CN111572791A (en) * 2020-05-19 2020-08-25 广东电网有限责任公司清远供电局 Four rotor unmanned aerial vehicle
CN112033638A (en) * 2020-08-31 2020-12-04 中国人民解放军国防科技大学 Tilt rotor unmanned aerial vehicle's area power wind tunnel test closed-loop control collection system
US11336007B1 (en) 2021-01-08 2022-05-17 Rockwell Collins, Inc. Multi-band integrated antenna arrays for vertical lift aircraft
US11539118B2 (en) * 2021-01-27 2022-12-27 Rockwell Collins, Inc. Multi-polarization HF NVIS for vertical lift aircraft
US11456537B1 (en) 2021-01-27 2022-09-27 Rockwell Collins, Inc. Vertical lift aircraft panels with embedded spiral antennas
US11310067B1 (en) * 2021-01-27 2022-04-19 Thales Avionics, Inc. Adaptive power flux density control for aeronautical broadband system reducing interference to terrestrial communication systems
CN113238288B (en) * 2021-05-20 2022-07-01 桂林电子科技大学 Rotor wing target feature extraction method based on difference spectral line
US11552386B1 (en) * 2021-08-26 2023-01-10 Northrop Grumman Systems Corporation Distributed directional aperture system for rotor wing

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6278409B1 (en) 1998-03-11 2001-08-21 Marc Zuta Wire detection system and method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0582364A1 (en) * 1992-08-05 1994-02-09 International Business Machines Corporation HF antenna for a helicopter
US6054947A (en) * 1998-08-28 2000-04-25 Kosowsky; Lester H. Helicopter rotorblade radar system
DE102006037898B3 (en) * 2006-08-11 2008-03-27 Eads Deutschland Gmbh Radar device for rotary-wing aircraft i.e. helicopter, has base with outer contour optimized with respect to aerodynamic characteristics of point of rotor blades and set of antenna units, where each unit has out antenna control unit
JP6510510B2 (en) * 2013-07-11 2019-05-08 ベータ ファーマシューティカルズ カンパニー リミテッド Protein tyrosine kinase modulators and methods of use
US9882368B2 (en) * 2013-10-31 2018-01-30 General Electric Company Systems and methods to detect an electric arc and a lightning strike
KR101715230B1 (en) * 2015-03-16 2017-03-13 주식회사 에이치시티엠 Nondirectional antenna installed in rotor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6278409B1 (en) 1998-03-11 2001-08-21 Marc Zuta Wire detection system and method

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